JP2013246390A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To predict that a wide variety of types of recording sheets to be output possibly include wrinkles and defective images, and prevent output of unnecessary recording sheets as much as possible.SOLUTION: A fixing device includes: a heating member; and a pressure member that is provided opposite to the heating member, and applies pressure to a sheet conveyed between the heating member and the pressure member and having unfixed toner transferred thereon against the heating member, so as to fix the toner on the sheet. The fixing device further includes: detection means for detecting a shape change level of the sheet before conveyance; and notification means for notifying a user that, when the detection means detects that the shape change level of the sheet exceeds a predetermined range, image defects occur on the sheet after the toner is fixed thereon.

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

電子写真方式を利用した画像形成装置では、記録紙に転写された未定着トナー像を定着させるための定着装置が搭載されている。定着装置は、例えば、定着ローラと加圧ローラとで形成された定着ニップ部に、トナー像が転写された記録紙を通過させることで記録紙上にトナー像を定着させるものである。   In an image forming apparatus using an electrophotographic system, a fixing device for fixing an unfixed toner image transferred onto a recording sheet is mounted. The fixing device fixes the toner image on the recording paper by passing the recording paper on which the toner image is transferred through a fixing nip formed by a fixing roller and a pressure roller, for example.

この種の定着装置においては、定着工程時に記録紙にしわが生じてしまうことがあった。そのため、特許文献1には、図9に示すように、図示しない駆動モータにより回転駆動する定着ローラ11の弾性層12の両端部の厚みを中央部よりも厚くし、定着ローラ11の形状を、両端部よりも中央部が小径のいわゆる逆クラウン形状とした定着装置が記載されている。   In this type of fixing device, the recording paper may be wrinkled during the fixing process. Therefore, in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, the thickness of both ends of the elastic layer 12 of the fixing roller 11 that is rotationally driven by a drive motor (not shown) is made thicker than the central portion, and the shape of the fixing roller 11 is A fixing device having a so-called inverted crown shape with a smaller diameter at the center than at both ends is described.

この従来技術の原理は、定着ローラ11の形状を逆クラウン形状にすることで、外径の大きい端部の周速が中央部に比べて速くなり、定着ニップの記録紙に対して紙幅方向外側に引っ張る力が働く。記録紙が、このような紙幅方向外側に引っ張る力を受けることにより、しわの発生を抑制することができる。   The principle of this prior art is that the fixing roller 11 has an inverted crown shape, so that the peripheral speed of the end portion having a large outer diameter becomes faster than the central portion, and the outer side in the paper width direction with respect to the recording paper in the fixing nip. The pulling force works. When the recording paper receives such a force pulling outward in the paper width direction, generation of wrinkles can be suppressed.

しかしながら、定着ローラ11を逆クラウン形状にした場合、中央部のニップ圧が低下してしまい、中央部の定着性能が両端部に比べて低下してしまう。特に、記録紙として厚紙を用いた場合、中央部に定着不良が生じるおそれがあった。そこで、定着ローラ11の両端部の外径と中央部の外径との差を小さくし、中央部のニップ圧の低下を抑制し、中央部の定着性能の低下を抑制することも考えられる。   However, when the fixing roller 11 is formed in an inverted crown shape, the nip pressure at the center portion is lowered, and the fixing performance at the center portion is lowered as compared with both end portions. In particular, when thick paper is used as the recording paper, there is a possibility that fixing failure may occur in the central portion. Therefore, it is also conceivable to reduce the difference between the outer diameter of the both ends of the fixing roller 11 and the outer diameter of the central portion, suppress the decrease in the nip pressure in the central portion, and suppress the decrease in the fixing performance in the central portion.

しかし、この場合、定着ニップから定着ローラ11の回転中心までの距離が、定着ローラ11の両端部と中央部とで略同じなり、記録紙のしわを経時で抑制できなくなってしまうという問題があった。さらに、薄紙等のしわが生じやすい記録紙の場合は、十分にしわを抑制できないという問題もあった。   However, in this case, the distance from the fixing nip to the center of rotation of the fixing roller 11 is substantially the same at both ends and the center of the fixing roller 11, and there is a problem that wrinkles of the recording paper cannot be suppressed over time. It was. Further, in the case of a recording paper such as thin paper that tends to cause wrinkles, there is a problem that wrinkles cannot be sufficiently suppressed.

一方、定着ローラ11の両端部の外形と中央部の外形との差を大きくし、逆クラウン形状を顕著にした場合、しわの発生を抑制する効果を増大させることができるが、搬送中の記録紙後端部に蓄積される歪みが増大し、記録紙後端が定着ニップ通過前に跳ね上がるいわゆる後端跳ねという現象が発生してしまう。後端跳ねによって未定着のトナー像が筐体に接触する等し、擦れ画像のような不良画像が出力されるという問題があった。   On the other hand, when the difference between the outer shape of the both ends of the fixing roller 11 and the outer shape of the central portion is increased to make the inverted crown shape remarkable, the effect of suppressing the generation of wrinkles can be increased, but recording during conveyance is possible. The distortion accumulated at the trailing edge of the paper increases, and a phenomenon called so-called trailing edge jumping occurs in which the trailing edge of the recording paper jumps before passing through the fixing nip. There is a problem in that an unfixed toner image comes into contact with the casing due to the trailing edge jump and a defective image such as a rubbing image is output.

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、様々な種類の用紙に対して、トナー定着前の用紙の変形度を検出し、変形度が画像不良を発生させる程度に至っているときには、ユーザに対して、しわや不良画像を含むおそれがあることを事前に通知することにより、不要な記録紙を極力出力させないようにすることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and detects the degree of deformation of a sheet before toner fixing on various types of sheets, and the degree of deformation causes an image defect. Provided a fixing device and an image forming apparatus capable of preventing unnecessary recording paper from being output as much as possible by notifying a user in advance that a wrinkle or a defective image may be included. The purpose is to do.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明における定着装置は、加熱部材と、前記加熱部材に対向して設けられ、前記加熱部材との間に搬送される未定着トナーが転写された用紙を前記加熱部材に向けて加圧することにより、前記用紙にトナーを定着させる加圧部材と、を含む定着装置であって、前記搬送前の前記用紙の形状変化レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により前記用紙の形状変化レベルが所定の範囲を超えたことが検出されると、前記トナーが定着された後の用紙に画像不良が発生する旨を報知する報知手段と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the fixing device according to the first aspect of the present invention includes a heating member and an unfixed toner that is provided opposite to the heating member and is conveyed between the heating member. A pressure member for fixing toner onto the paper by pressurizing the heated paper toward the heating member, and detecting means for detecting a shape change level of the paper before the conveyance; And a notifying means for notifying that an image defect has occurred on the paper after the toner has been fixed, when the detecting means detects that the shape change level of the paper exceeds a predetermined range. It is characterized by that.

本発明によれば、様々な種類の用紙に対して、トナー定着前の用紙の変形度を検出し、変形度が画像不良を発生させる程度に至っているときには、ユーザに対して、しわや不良画像を含むおそれがあることを事前に通知することにより、不要な記録紙を極力出力させないようにすることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, for various types of paper, when the degree of deformation of the paper before toner fixing is detected and the degree of deformation has reached an extent that causes image defects, Thus, it is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus that can prevent unnecessary recording paper from being output as much as possible by notifying in advance that there is a risk of including the image.

本発明の実施形態における定着装置の外観を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating an appearance of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を記録紙搬送方向から見た図である。FIG. 4 is a view of the periphery of the fixing nip portion of the fixing device in the embodiment of the present invention as viewed from the recording paper conveyance direction. 本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を記録紙幅方向から見た図である。FIG. 4 is a view of the periphery of the fixing nip portion of the fixing device in the embodiment of the present invention as viewed from the recording paper width direction. 本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を定着装置上部から見た図である。FIG. 3 is a view of the periphery of a fixing nip portion of the fixing device according to the embodiment of the present invention as viewed from above the fixing device. 本発明の実施形態における定着装置の異常出力判定の動作を示すフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of determining an abnormal output of the fixing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における定着装置の異常出力時の用紙の挙動の特徴、(a)用紙に波うちが発生した場合、(b)用紙に跳ねが発生した場合、を示す概略図である。5A and 5B are schematic diagrams illustrating characteristics of the behavior of a sheet at the time of abnormal output of the fixing device in the embodiment of the present invention, (a) when a wave is generated on the sheet, and (b) when a jump occurs on the sheet. 本発明の実施形態における定着装置の用紙に、(a)しわが発生したとき、(b)しわが発生しないときの、面外変形形状検知結果の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an out-of-plane deformation shape detection result when (a) wrinkles are generated on the sheet of the fixing device according to the embodiment of the present invention, and (b) no wrinkles are generated. 本発明の実施形態における定着装置の用紙に、(a)記録紙の幅方向に後端跳ねが発生したとき、(b)記録紙の搬送方向に後端跳ねが発生したとき、の面外変形形状検知結果の例を示す図である。An out-of-plane deformation of the sheet of the fixing device according to the embodiment of the present invention when (a) a trailing edge jump occurs in the recording paper width direction, and (b) a trailing edge jump occurs in the recording sheet conveyance direction. It is a figure which shows the example of a shape detection result. 従来の定着ローラを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional fixing roller.

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified thru | or abbreviate | omitted suitably.

まず最初に、本発明の実施形態における定着装置について説明する。図1は、本発明の実施形態における定着装置の外観を示す概略ブロック図である。図1において、定着装置(ニップ)1は、加熱手段たる加熱ローラ2と、加圧ローラ3と、駆動ローラ4とからなる。加熱ローラ2に加圧ローラ3が、加圧ローラ3に駆動ローラ4がそれぞれ圧接するように設けられている。加熱手段たる加熱ローラ2は、電磁誘導加熱器により表面の金属層が加熱される。   First, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an appearance of a fixing device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a fixing device (nip) 1 includes a heating roller 2 as a heating unit, a pressure roller 3, and a driving roller 4. A pressure roller 3 is provided on the heating roller 2 and a driving roller 4 is provided on the pressure roller 3 so as to be in pressure contact therewith. As for the heating roller 2 which is a heating means, the metal layer on the surface is heated by an electromagnetic induction heater.

定着ニップ1の搬送入り側上方には、パタン投影機9及びエリアセンサ10a、10bが設けられている。本発明の実施形態における定着装置1のパタン投影機9は、用紙Pの幅方向に直線状のパタン3本(LPb)を、記録紙の搬送方向に直線状のパタン3本(LPa)を投影する。なお、パタンは3本以上であれば、各々、どのような数であっても良い。   A pattern projector 9 and area sensors 10a and 10b are provided above the conveyance entrance side of the fixing nip 1. The pattern projector 9 of the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention projects three linear patterns (LPb) in the width direction of the paper P and three linear patterns (LPa) in the recording paper conveyance direction. To do. The number of patterns may be any number as long as there are three or more patterns.

制御手段たる制御部8は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成され、所定のプログラムを実行することにより、各手段の機能を実現している。図1に示すように、制御部8はエリアセンサ10aの出力値から、定着ニップ1の搬送入り側の用紙Pの幅方向の面外変形形状を演算している。すなわち、本発明の実施形態における定着装置1においては、制御部8、エリアセンサ10a、及びパタン投影機9で、用紙Pの幅方向の面外変形形状検知手段を構成している。   The control unit 8 serving as a control means includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and implements the functions of each means by executing predetermined programs. Yes. As shown in FIG. 1, the control unit 8 calculates an out-of-plane deformation shape in the width direction of the sheet P on the conveyance entrance side of the fixing nip 1 from the output value of the area sensor 10a. That is, in the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention, the control unit 8, the area sensor 10a, and the pattern projector 9 constitute an out-of-plane deformation shape detection unit in the width direction of the paper P.

同様に、制御部8はエリアセンサ10bの出力値から、定着ニップ1の搬送入り側の用紙Pの搬送方向の面外変形形状を演算している。制御部8、エリアセンサ10b、及びパタン投影機9で、用紙Pの搬送方向の面外変形形状検知手段を構成している。また、制御部8には、記憶手段たる不揮発性メモリ7が接続されており、不揮発性メモリ7には、予め実験で求められた基準となる面外変形形状や限界面外変形形状等が格納されている。また、この不揮発性メモリ7には、検知された面外変形形状が紙種毎に時系列で格納されている。   Similarly, the control unit 8 calculates an out-of-plane deformation shape in the conveyance direction of the sheet P on the conveyance entry side of the fixing nip 1 from the output value of the area sensor 10b. The control unit 8, the area sensor 10 b, and the pattern projector 9 constitute an out-of-plane deformation shape detection unit in the conveyance direction of the paper P. Further, the control unit 8 is connected to a non-volatile memory 7 as storage means, and the non-volatile memory 7 stores an out-of-plane deformation shape, a limit out-of-plane deformation shape, and the like which are obtained in advance through experiments. Has been. The non-volatile memory 7 stores the detected out-of-plane deformed shape in time series for each paper type.

また、制御部8は、ローラ押付け力調整機構の押付力を制御して、定着ローラ1のニップ幅や、不図示のヒータの電源を制御して、定着熱量を制御している。さらに、制御部8には、報知手段たるスピーカや表示器を備えた報知部6が接続されており、報知部6を制御して、使用者に所定の情報を報知することができる。   The control unit 8 controls the pressing force of the roller pressing force adjusting mechanism to control the nip width of the fixing roller 1 and the power source of a heater (not shown) to control the amount of fixing heat. Furthermore, the control unit 8 is connected to a notification unit 6 including a speaker or a display as a notification unit, and can control the notification unit 6 to notify the user of predetermined information.

しわ及び後端跳ねは、加熱ローラ2及び加圧ローラ3の経時劣化に起因して発生する場合もある。そこで、本発明の実施形態における定着装置1おいては、エリアセンサ10a、10bを用いて定着ニップ1の搬送入り側の用紙P全体の面外変形形状を検知する。その検知結果に基づいて、しわや後端跳ねの発生のおそれがあるか否かを経時的に監視する。そして、しわや後端跳ねが発生する、又は発生したと判断された場合には、使用者に報知することができる。以下、具体的に説明する。   Wrinkles and trailing edge jumps may occur due to deterioration with time of the heating roller 2 and the pressure roller 3. Therefore, in the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention, the out-of-plane deformation shape of the entire sheet P on the conveyance entering side of the fixing nip 1 is detected using the area sensors 10a and 10b. Based on the detection result, it is monitored over time whether or not there is a possibility of occurrence of wrinkles or trailing edge jumps. And when it is judged that a wrinkle and a rear end jump generate | occur | produced or generate | occur | produced, it can alert | report to a user. This will be specifically described below.

図5は、本発明の実施形態における定着装置の異常出力判定の動作を示すフローチャート図である。まず、制御部8は、面外変形形状を計測する紙種を特定する(ステップ(以下「S」という。)1)。紙種は、ユーザにより操作部5を用いて用紙型番が入力され、その型番に相当する厚さや種類等、過去の実験値の記憶情報を不揮発性メモリ7から制御部8へ読み込むことにより、面外変形形状を計測する紙種が特定される。または、レーザー光等を紙に照射して、拡散光や透過光を検知することで、紙種を識別する技術を用いても良い。次に、制御部8は、パタン投影機9で格子状パタンLP(LPa:幅方向のパタン、LPb:搬送方向のパタン)を用紙上に照射し(S2)、エリアセンサ10a、10bにより用紙の搬送中のパタンの形状を測定して、定着ニップ1の搬送入り側における面外変形形状を検知する。ここで、幅方向のパタンLPaと、搬送方向のパタンLPbは、互いに直交している。   FIG. 5 is a flowchart showing an operation of determining an abnormal output of the fixing device according to the embodiment of the present invention. First, the control unit 8 specifies a paper type for measuring the out-of-plane deformation shape (step (hereinafter referred to as “S”) 1). As for the paper type, the user inputs a paper model number using the operation unit 5, and reads storage information of past experimental values such as thickness and type corresponding to the model number from the nonvolatile memory 7 to the control unit 8. The paper type for measuring the external deformation shape is specified. Alternatively, a technique for identifying a paper type by irradiating paper with laser light or the like and detecting diffused light or transmitted light may be used. Next, the control unit 8 irradiates the sheet with a lattice pattern LP (LPa: pattern in the width direction, LPb: pattern in the transport direction) with the pattern projector 9 (S2), and the area sensors 10a, 10b The shape of the pattern being conveyed is measured to detect an out-of-plane deformed shape on the conveyance entry side of the fixing nip 1. Here, the pattern LPa in the width direction and the pattern LPb in the transport direction are orthogonal to each other.

定着ニップ1において微小すべりが発生する等して用紙Pの幅方向両端部が内側に移動する力が働くと、検知される面外変形量が用紙Pの搬送量に伴って次第に大きくなる。一方、定着ニップ1内で用紙Pに働く力が、幅方向両端部が外側に移動する方向の場合には、検知される面外変形形状としては平坦となる。   If a force that moves both ends in the width direction of the sheet P inward due to the occurrence of a microslip in the fixing nip 1, the detected out-of-plane deformation amount gradually increases with the conveyance amount of the sheet P. On the other hand, when the force acting on the paper P in the fixing nip 1 is the direction in which both ends in the width direction move outward, the detected out-of-plane deformation shape is flat.

用紙Pの後端に、波うちのような変形が生じ、面外変形量を持った状態で用紙Pの後端が定着ニップ1へ搬送されると、用紙Pの後端の波うちが僅かであれば、定着ニップ1内でしわ等が生じることはない。しかし、用紙Pの後端の波うちが大きい場合、定着ニップ1でしわが発生する確率が高くなる。しわを発生させる上記の面外変形については、パタン投影機9で投影されるパタンLPのうち、記録紙幅方向のパタンLPaをエリアセンサ10aで検知し、測定する(S3)。   When the rear end of the sheet P is conveyed to the fixing nip 1 with the deformation amount being out of plane, the rear end of the sheet P is slightly deformed. If this is the case, wrinkles and the like will not occur in the fixing nip 1. However, when the wave at the trailing edge of the paper P is large, the probability of wrinkles occurring at the fixing nip 1 increases. Regarding the out-of-plane deformation causing wrinkles, the pattern LPa projected by the pattern projector 9 is detected by the area sensor 10a and measured (S3).

また、定着ニップ1内で用紙Pに働く力が、幅方向両端部が外側に移動する方向の場合であっても、その力が大きい場合には、用紙Pの後端に歪みが蓄積し面外変形量が検知される。搬送中に歪みが増大し、面外変形量も増大し続けた場合には、用紙Pの搬送状況に応じて用紙Pの後端が跳ね上がる。擦れ画像を発生させる面外変形である後端跳ねの面外変形については、パタン投影機9で投影されるパタンLPのうち、記録紙搬送方向のパタンLPbをエリアセンサ10bで検知し、測定する(S3)。   Further, even when the force acting on the paper P in the fixing nip 1 is a direction in which both ends in the width direction move outward, if the force is large, distortion accumulates at the rear end of the paper P and the surface The amount of external deformation is detected. When distortion increases during conveyance and the amount of out-of-plane deformation continues to increase, the trailing edge of the paper P jumps up according to the conveyance status of the paper P. Regarding the out-of-plane deformation of rear end bounce, which is an out-of-plane deformation that generates a rubbing image, among the patterns LP projected by the pattern projector 9, the pattern LPb in the recording paper conveyance direction is detected by the area sensor 10b and measured. (S3).

不揮発性メモリ7には、これら用紙Pの後端の変形量の閾値である限界面外変形形状が、用紙Pの種類毎に記憶されている。制御部8は、温湿度計により環境を検知し、検知された環境と紙種情報とに基づいて、対応する限界面外変形形状を不揮発性メモリ7から読み出す。また、制御部8は、エリアセンサ10aと10bの2方向から検知された面外変形形状に基づいて、変形の特徴が、しわを発生させるものであるのか、擦れ画像を発生させるものであるのかを判断し(S4)、最大変形量を算出し、算出された最大変形量が限界変形量を超えているか否かを判断する(S5)。   The non-volatile memory 7 stores, for each type of paper P, a limit out-of-plane deformation shape that is a threshold for the deformation amount of the trailing edge of the paper P. The control unit 8 detects the environment with the thermohygrometer, and reads the corresponding out-of-limit deformation shape from the nonvolatile memory 7 based on the detected environment and the paper type information. In addition, the control unit 8 determines whether the deformation feature is to generate wrinkles or a rubbing image based on the out-of-plane deformation shape detected from the two directions of the area sensors 10a and 10b. (S4), the maximum deformation amount is calculated, and it is determined whether or not the calculated maximum deformation amount exceeds the limit deformation amount (S5).

図6は、本発明の実施形態における定着装置1の異常出力時の用紙の挙動の特徴、(a)用紙に波うちが発生した場合、(b)用紙に跳ねが発生した場合、を示す概略図である。図6(a)に示すように、しわを発生させる変形は、用紙Pの中央付近に1つ以上の波うちが寄り集まってくることを特徴とする。一方、図6(b)に示すように、擦れ画像を発生させる変形は、複雑な波うちは見られず用紙P全体が緩やかな傾斜を持つことを特徴とする。これらを画像処理によって識別することにより変形の特徴が捉えられ、発生する異常の種類が予測される。   6A and 6B are schematic views showing characteristics of the behavior of the paper when the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention outputs abnormally, (a) when the paper is wavy, and (b) when the paper is bounced. FIG. As shown in FIG. 6A, the deformation that generates wrinkles is characterized in that one or more waves gather near the center of the paper P. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the deformation that generates the rubbing image is characterized in that no complicated wave is seen and the entire sheet P has a gentle inclination. By identifying these by image processing, the characteristics of deformation are captured, and the type of abnormality that occurs is predicted.

図5に戻り、最大変形量が、限界変形量を超えているか否かが判断される(S5)。最大変形量が限界変形量を上回っていると判断された場合(S5:Y)は、定着装置に大きな不具合が発生している可能性があり、出力された用紙には、しわ、又は擦れ画像が発生しているおそれがある。そのため、限界変形量を上回っている場合には、続けてその紙種を使用するとしわ、又は擦れ画像が発生する確率が高いため、スピーカを制御してアラームを発信すると共に、出力された用紙に不具合があるおそれがある旨を表示部に表示し(S8)、定着装置の交換を促す(S9)。   Returning to FIG. 5, it is determined whether or not the maximum deformation amount exceeds the limit deformation amount (S5). If it is determined that the maximum deformation amount exceeds the limit deformation amount (S5: Y), there is a possibility that a major problem has occurred in the fixing device, and the output paper has a wrinkled or rubbed image. May have occurred. For this reason, if the amount of deformation exceeds the limit deformation, if the paper type is used continuously, there is a high probability that a wrinkle or a rubbing image will occur. The fact that there is a possibility of a defect is displayed on the display unit (S8), and the replacement of the fixing device is urged (S9).

最大変形量が限界変形量以下であると判断された場合(S5:N)、検知された面外変形形状に基づいて用紙搬送の安定性が演算される(S6)。不揮発性メモリ7には、最適な用紙面外変形形状が記憶されており、この情報は用紙の種類や環境によって異なる値を有する。そして、制御部8は、検知された面外変形形状が不揮発性メモリ7に記憶されている限界面外変形形状と最適な用紙面外変形のどちらにどれだけ近いかを算出する(搬送の安定性演算:S6)。検知された面外変形形状が限界面外変形形状に近いと判断される閾値を、面外変形形状の安定搬送限界値とし、搬送状態が安定か否かが判断される(S7)。   When it is determined that the maximum deformation amount is equal to or less than the limit deformation amount (S5: N), the stability of the sheet conveyance is calculated based on the detected out-of-plane deformation shape (S6). The non-volatile memory 7 stores the optimal out-of-paper deformation shape, and this information has different values depending on the type and environment of the paper. Then, the control unit 8 calculates how close the detected out-of-plane deformation shape is to the limit out-of-plane deformation shape stored in the nonvolatile memory 7 or the optimum out-of-paper deformation (stability of conveyance). Sex calculation: S6). The threshold value at which the detected out-of-plane deformation shape is determined to be close to the limit out-of-plane deformation shape is set as the stable conveyance limit value of the out-of-plane deformation shape, and it is determined whether the conveyance state is stable (S7).

本発明の実施形態における定着装置1の運転中に、算出された用紙搬送の安定性が、面外変形形状の安定搬送限界値よりも限界面外変形形状に近い状態が継続していると判断された場合には、搬送状態が不安定であるとする(S7:Y)。つまり、定着ローラ1の寿命であると判定され、報知部6によりアラームが発信されると共に、定着ローラを交換する旨の表示がなされる(S9)。   During the operation of the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention, it is determined that the calculated sheet conveyance stability continues to be closer to the limit out-of-plane deformation shape than the stable conveyance limit value of the out-of-plane deformation shape. In such a case, it is assumed that the conveyance state is unstable (S7: Y). That is, it is determined that the life of the fixing roller 1 has been reached, an alarm is transmitted by the notification unit 6, and a display to replace the fixing roller is displayed (S9).

なお、図1には、本発明の実施形態における定着装置1の用紙面外変形形状検知手段についても示されている。用紙Pは定着ローラ1によって形成されるニップ部を矢印A方向に搬送される。パタン投影機9はニップ搬送入り側上方に、用紙Pの記録面に対して所定の角度を設けて設置され、用紙Pのニップ搬送入り側の用紙Pの全面にわたり、格子状パタンLPを照射する。格子状パタンLPは、幅方向パタンLPa及び搬送方向パタンLPbから構成される。図2、図3、及び図4には、パタン投影機9とエリアセンサ10a、10bとの配置例が各方向から図示されている。今回、パタンLPは格子状に形成されているので、格子状に即した形、つまり、正常状態と、異常状態とを区別できるようにエリアセンサ10a、10bが配置されている。特に、記録媒体の幅方向と、搬送方向のいずれか又は両方で生ずる歪みを検知できるように、パタンLPの形状を設けることが重要である。   FIG. 1 also shows an out-of-paper deformation shape detecting means of the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention. The sheet P is conveyed in the direction of arrow A through the nip formed by the fixing roller 1. The pattern projector 9 is installed above the nip conveyance entrance side with a predetermined angle with respect to the recording surface of the paper P, and irradiates the lattice pattern LP over the entire surface of the paper P on the nip conveyance entrance side. . The lattice pattern LP is composed of a width direction pattern LPa and a transport direction pattern LPb. 2, 3 and 4 show examples of arrangement of the pattern projector 9 and the area sensors 10a and 10b from various directions. Since the pattern LP is formed in a lattice shape this time, the area sensors 10a and 10b are arranged so as to distinguish between a shape conforming to the lattice shape, that is, a normal state and an abnormal state. In particular, it is important to provide the shape of the pattern LP so that distortion generated in either or both of the width direction of the recording medium and the conveyance direction can be detected.

図2は、本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を記録紙搬送方向から見た図、図3は、本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を記録紙幅方向から見た図。図4は、本発明の実施形態における定着装置の定着ニップ部周辺を定着装置上部から見た図である。   FIG. 2 is a view of the periphery of the fixing nip portion of the fixing device in the embodiment of the present invention as viewed from the recording paper conveyance direction, and FIG. 3 is a view of the periphery of the fixing nip portion of the fixing device in the embodiment of the present invention as viewed from the recording paper width direction. Figure. FIG. 4 is a view of the periphery of the fixing nip portion of the fixing device according to the embodiment of the present invention as viewed from above the fixing device.

エリアセンサ10aは、定着ローラ1の軸と垂直面内の、用紙PのパタンLP形成側で用紙Pの記録面に対してパタン投影機9とは異なる所定の角度を設けた位置に配置され、用紙P上に形成されているパタンLPを撮影する。撮影されたパタンLPのうち、画像処理にて幅方向パタンLPaのみを抽出すると、用紙Pに変形のない場合には、パタンLPaは直線としてエリアセンサ10aに捉えられる。他方、用紙Pに変形が発生すると、用紙のうねりにより用紙の高さが局所的に変化し、パタン投影機9から用紙Pの記録面に照射されているパタンLPaは、エリアセンサ10aからは歪んだ曲線として捉えられるようになる。   The area sensor 10a is disposed at a position within a plane perpendicular to the axis of the fixing roller 1 at a predetermined angle different from the pattern projector 9 with respect to the recording surface of the paper P on the pattern LP formation side of the paper P. The pattern LP formed on the paper P is photographed. If only the width direction pattern LPa is extracted from the photographed pattern LP by image processing, the pattern LPa is captured by the area sensor 10a as a straight line when the paper P is not deformed. On the other hand, when deformation occurs in the paper P, the height of the paper locally changes due to the undulation of the paper, and the pattern LPa applied to the recording surface of the paper P from the pattern projector 9 is distorted from the area sensor 10a. It can be understood as a curved line.

用紙Pの面外変形量が大きくなり、所定の値を超えると、その近傍でしわが発生することが分かっている。そこで、エリアセンサ10aで用紙Pの面外変形量を測定することにより、しわが発生するかどうかを予測することができる。また、用紙Pの高さと、パタンLPaの位置関係とを予め記憶しておくことにより、エリアセンサ10aの出力から用紙Pの面外変形量δaを求めることができる。   It has been found that when the amount of out-of-plane deformation of the paper P increases and exceeds a predetermined value, wrinkles occur in the vicinity thereof. Therefore, by measuring the amount of out-of-plane deformation of the paper P by the area sensor 10a, it can be predicted whether or not wrinkles will occur. Further, by storing the height of the paper P and the positional relationship of the pattern LPa in advance, the out-of-plane deformation amount δa of the paper P can be obtained from the output of the area sensor 10a.

一方、エリアセンサ10bは、用紙Pの搬送方向と垂直面内の、用紙PのパタンLP形成側で用紙Pの記録面に対してパタン投影機9とは異なる所定の角度を設けた位置に配置され、用紙P上に形成されているパタンLPを撮影する。撮影されたパタンLPのうち、画像処理にて搬送方向パタンLPbのみを抽出すると、用紙Pに変形がない場合には、パタンLPbは直線としてエリアセンサ10bに捉えられる。他方、用紙Pに波うちや跳ねが発生すると、変形が搬送方向パタンLPbの歪みとして捉えられる。   On the other hand, the area sensor 10b is disposed at a position within a plane perpendicular to the conveyance direction of the paper P, at a predetermined angle different from the pattern projector 9 with respect to the recording surface of the paper P on the pattern LP formation side of the paper P. Then, the pattern LP formed on the paper P is photographed. If only the conveyance direction pattern LPb is extracted from the photographed pattern LP by image processing, the pattern LPb is captured by the area sensor 10b as a straight line when the paper P is not deformed. On the other hand, when a wave or splash occurs on the paper P, the deformation is regarded as a distortion of the transport direction pattern LPb.

用紙の後端跳ねが大きくなると、擦れ画像等の異常が発生することが分かっており、その関係には相関がある。そこで、用紙の後端跳ねによる変形量を測定することで、擦れ画像が発生するかどうかを予測することができる。また、用紙の高さと、パタンLPbの位置関係を予め記憶しておくことにより、エリアセンサ10bの出力から用紙Pの面外変形量δbを求めることができる。   It is known that when the trailing edge jump of the paper increases, an abnormality such as a rubbing image occurs, and the relationship is correlated. Therefore, it is possible to predict whether or not a rubbing image is generated by measuring the amount of deformation caused by the trailing edge jump of the paper. Further, by storing in advance the positional relationship between the height of the paper and the pattern LPb, the out-of-plane deformation amount δb of the paper P can be obtained from the output of the area sensor 10b.

図7は、本発明の実施形態における定着装置の用紙に、(a)しわが発生したとき、(b)しわが発生しないときの、面外変形形状検知結果の例を示す図である。図7(a)には、1枚の用紙が搬送される過程でエリアセンサ10aにより撮影された幅方向パタンの一つLPa1の形状から求められた用紙の面外変形量が時刻t0から時刻tnまで時系列的に記載されている。用紙Pに用紙幅方向内側向きに力が働く場合、用紙Pの搬送に伴い用紙Pの波うちが発生し、成長していく。本発明の実施形態においては、最大高さと最小高さの差分を最大変形量として、各種判断に用いている。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the out-of-plane deformation shape detection result when (a) wrinkles are generated on the sheet of the fixing device according to the embodiment of the present invention and (b) no wrinkles are generated. In FIG. 7A, the out-of-plane deformation amount of the sheet obtained from the shape of one of the width direction patterns LPa1 photographed by the area sensor 10a in the process of transporting one sheet of paper is from time t0 to time tn. It is described in time series. When a force is applied to the paper P inward in the paper width direction, a wave of the paper P is generated as the paper P is transported and grows. In the embodiment of the present invention, the difference between the maximum height and the minimum height is used as the maximum deformation amount for various determinations.

図7(b)は、しわが発生しない状態における面外変形形状検知結果である。用紙Pに用紙幅方向内側向きに働く力が小さい場合、波うちが発生せず、平坦のまま搬送される。   FIG. 7B shows an out-of-plane deformed shape detection result in a state where wrinkles are not generated. When the force acting on the sheet P inward in the sheet width direction is small, no wave is generated and the sheet P is conveyed flat.

図8は、本発明の実施形態における定着装置の用紙に、(a)記録紙の幅方向に後端跳ねが発生したとき、(b)記録紙の搬送方向に後端跳ねが発生したとき、の面外変形形状検知結果の例を示す図である。図8(a)には、1枚の用紙が搬送される過程で、エリアセンサ10aにより撮影された幅方向パタンの1つLPa1の形状から求めた用紙Pの面外変形量を時刻t0から時刻tnまで時系列的に記載されている。   FIGS. 8A and 8B illustrate a case where (a) a trailing edge jump occurs in the width direction of the recording sheet and (b) a trailing edge jump occurs in the recording sheet conveyance direction on the sheet of the fixing device according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of the out-of-plane deformation shape detection result. In FIG. 8A, the amount of out-of-plane deformation of the sheet P obtained from the shape of one LPa1 of the width direction pattern photographed by the area sensor 10a in the process of transporting one sheet of paper is measured from time t0. It is described in time series until tn.

用紙Pに用紙幅方向外向きに働く力が大きい場合、用紙の搬送に伴って用紙の変形が発生し、成長していく。このときの変形状態は、図7(a)に示した変形状態とは異なる特徴を有する変形となる。用紙幅方向の変形状態の特徴に基づいて、しわを発生させる変形であるのか擦れ画像を発生させる後端跳ねであるのかを判断することが可能である。   When the force acting on the paper P outward in the paper width direction is large, the paper deforms and grows as the paper is transported. The deformation state at this time is a deformation having characteristics different from the deformation state shown in FIG. Based on the characteristics of the deformation state in the sheet width direction, it is possible to determine whether the deformation is a deformation that generates wrinkles or a trailing edge bounce that generates a rubbing image.

図8(b)は、後端跳ねが発生する際の面外変形形状検知結果であるが、この図には、1枚の用紙が搬送される過程で、エリアセンサ10bにより撮影された搬送方向パタンLPb1の形状から求めた用紙の面外変形量を時刻t0から時刻tnまで時系列的に記載されている。用紙後端が跳ねる場合、搬送の終盤の段階で面外変形量が増大する。   FIG. 8B shows the out-of-plane deformation shape detection result when the rear end bounce occurs. This figure shows the conveyance direction imaged by the area sensor 10b in the process of conveying one sheet. The out-of-plane deformation amount of the sheet obtained from the shape of the pattern LPb1 is described in time series from time t0 to time tn. When the trailing edge of the sheet bounces, the amount of out-of-plane deformation increases at the final stage of conveyance.

画像形成に使用される複数種類の用紙Pが存在する場合は、各給紙トレイに収容されている夫々の用紙に対して面外変形形状を検知し、出力される用紙Pに異常が発生するおそれがあるか否か等が判定される。具体的には、制御部8は、面外変形形状を計測する紙種を特定する。紙種の特定は、例えば、給紙トレイに用紙Pをセットする際に、ユーザにより給紙トレイにセットされる用紙Pの厚さや種類の情報が操作部5により入力され、入力された情報を、不揮発性メモリ7に記憶しておく。制御部8は、不揮発性メモリ7に記憶されている給紙トレイにセットされている用紙の紙種情報を読み出すことにより、面外変形形状を測定する紙種を特定することができる。   When there are a plurality of types of paper P used for image formation, an out-of-plane deformation shape is detected for each paper stored in each paper feed tray, and an abnormality occurs in the output paper P. It is determined whether or not there is a fear. Specifically, the control unit 8 specifies the paper type for measuring the out-of-plane deformation shape. For specifying the paper type, for example, when the paper P is set in the paper feed tray, the user inputs information on the thickness or type of the paper P set in the paper feed tray by the user, and the input information is And stored in the nonvolatile memory 7. The control unit 8 can specify the paper type for measuring the out-of-plane deformation shape by reading the paper type information of the paper set in the paper feed tray stored in the nonvolatile memory 7.

このように、面外変形形状を測定する紙種が特定されたら、不揮発性メモリ7に記憶されているその紙種に対応する限界面外変形量や最適な用紙面外変形形状を読み出し、格子状パタンを投影し、面外変形形状を測定する。そして、給紙トレイに収容されている用紙について、定着装置1の寿命と判断された場合、その給紙トレイを使用禁止にする。画像形成動作時には、使用される給紙トレイを特定し、その給紙トレイに収容されている用紙に対応した限界面外変形量や最適な用紙面外変形形状を、不揮発性メモリ7から読み出してから画像形成動作を行う。   Thus, when the paper type for measuring the out-of-plane deformation shape is specified, the limit out-of-plane deformation amount and the optimum out-of-plane deformation shape corresponding to the paper type stored in the nonvolatile memory 7 are read out, and the lattice Shape pattern is projected and the out-of-plane deformation shape is measured. Then, if it is determined that the life of the fixing device 1 is about the paper stored in the paper feed tray, the use of the paper feed tray is prohibited. During the image forming operation, the paper feed tray to be used is specified, and the out-of-limit deformation amount and the optimum out-of-paper deformation shape corresponding to the paper stored in the paper feed tray are read from the nonvolatile memory 7. The image forming operation is performed.

また、紙種毎に検知された面外変形形状を時系列で不揮発性メモリ7に記憶しておき、ある給紙トレイに収納されている用紙に対応する搬送安定性が、安定搬送限界に至った場合、この用紙に対応する時系列の面外変形形状データから、上述と同様にして、この用紙の面外変形形状が限界面外変形形状に達するまでの時間、又は印刷枚数を求める。   Further, the out-of-plane deformation shape detected for each paper type is stored in the nonvolatile memory 7 in time series, and the conveyance stability corresponding to the paper stored in a certain paper feed tray reaches the stable conveyance limit. In this case, from the time-series out-of-plane deformation shape data corresponding to the paper, the time until the out-of-plane deformation shape of the paper reaches the limit out-of-plane deformation shape or the number of printed sheets is obtained in the same manner as described above.

このようにして求められた時間(又は印刷枚数)から、しわや擦れ画像の発生確率が高くなる閾値を設定する。このように、時間又は印刷枚数が閾値に到達したら、この給紙トレイに収容されている用紙を使用する場合、画像形成動作を開始する前に、この用紙を使用すると、しわや擦れ画像が発生する確率が高い旨をアラームと共に警告表示すると共に、定着装置1の交換を促す表示を行う。そして、求められた時間(又は印刷枚数)に到達したら、この用紙が収容されている給紙トレイの使用を禁止する。これにより、しわや擦れ画像が生じる定着装置1が使用されることはなくなるため、用紙の無駄を防止することができる。   From the time thus obtained (or the number of printed sheets), a threshold is set at which the probability of occurrence of wrinkles and rubbing images increases. As described above, when the time or the number of printed sheets reaches the threshold value, when using the paper stored in the paper feed tray, if this paper is used before the image forming operation is started, a wrinkle or a rubbing image is generated. In addition to displaying an alarm together with an alarm to the effect that there is a high probability of performing this, a display prompting replacement of the fixing device 1 is performed. When the required time (or the number of printed sheets) is reached, use of the paper feed tray in which the paper is stored is prohibited. This eliminates the use of the fixing device 1 in which wrinkles and rubbing images are generated, thereby preventing waste of paper.

以上、本発明の実施形態における定着装置1は、駆動源により回転駆動され、少なくとも弾性層を有する駆動部材たる加圧ローラ3と、加圧ローラ3に接触して加圧ローラ3との間に定着ニップを形成する対向部材であり、定着ニップを通過する記録紙たる用紙を加熱する加熱手段たる加熱ローラ2とを備えた定着装置を有している。そして、制御手段たる制御部8は、エリアセンサ10aによって検知された用紙の幅方向の面外変形形状、又はエリアセンサ10bによって検知された用紙の搬送方向の面外変形形状に基づいて、用紙後端の間における波うち、又は後端跳ねによる面外変形量を算出する。   As described above, the fixing device 1 according to the embodiment of the present invention is rotationally driven by a driving source, and between the pressure roller 3 as a driving member having at least an elastic layer and the pressure roller 3 in contact with the pressure roller 3. It has a fixing device provided with a heating roller 2 that is a facing member that forms a fixing nip and heats a sheet of recording paper that passes through the fixing nip. Then, the control unit 8 serving as a control unit performs the post-sheet deformation based on the out-of-plane deformation shape in the sheet width direction detected by the area sensor 10a or the out-of-plane deformation shape in the sheet conveyance direction detected by the area sensor 10b. The out-of-plane deformation amount due to the wave between the ends or the trailing edge splash is calculated.

これにより、定着ニップ1へ進入しようとする用紙全域の変形形状を把握することができる。しわ及び擦れ画像が発生するおそれを経時にわたり監視し、しわ又は擦れ画像が発生する確率が高まった場合に、定着装置1のユーザにその旨を伝達することができる。また、用紙の適正な面外変形形状を記憶する記憶手段たる不揮発性メモリ7を備え、適正な面外変形形状と、検知された面外変形形状データとに基づいて、用紙搬送状態の安定性を定量的に評価することができる。   Thereby, it is possible to grasp the deformed shape of the entire area of the sheet that is about to enter the fixing nip 1. The possibility that a wrinkle or a rubbing image is generated is monitored over time, and when the probability that a wrinkle or a rubbing image is generated increases, the fact can be transmitted to the user of the fixing device 1. In addition, a non-volatile memory 7 serving as a storage unit that stores an appropriate out-of-plane deformed shape of the sheet is provided, and the stability of the sheet conveyance state is determined based on the appropriate out-of-plane deformed shape and the detected out-of-plane deformed shape data. Can be quantitatively evaluated.

また、不揮発性メモリ7には、幅方向の変形形状について定着後の用紙にしわが発生する限界面外変形形状が記憶されており、また、搬送方向の変形形状について用紙に後端跳ねが発生し、擦れ画像等の異常が発生する限界面外変形形状が記憶されており、検知された何れかの面外変形形状が、上記限界面外変形形状に達している場合は、報知部6(スピーカ及び表示器)により、しわや擦れ画像が発生する確率が高い旨をアラームと共に警告表示すると共に、上記定着装置1を交換する旨の報知を行う。これにより、しわや擦れ画像が発生する段階で定着装置1を交換することができる。   In addition, the non-volatile memory 7 stores an out-of-limit deformation shape that causes wrinkles on the sheet after fixing with respect to the deformation shape in the width direction, and a trailing edge jump occurs in the deformation shape in the conveyance direction. The limit out-of-plane deformation shape in which an abnormality such as a rubbing image occurs is stored, and if any of the detected out-of-plane deformation shapes reaches the limit out-of-plane deformation shape, the notification unit 6 (speaker And an indicator), a warning is displayed together with an alarm that there is a high probability that a wrinkle or rubbing image will occur, and a notification that the fixing device 1 is to be replaced is given. As a result, the fixing device 1 can be replaced at the stage where wrinkles or rubbing images are generated.

また、検知された面外変形形状が、限界面外変形形状に達している場合は、定着動作を禁止することにより、しわを発生させる定着装置1の使用が禁止され、用紙Pの無駄を抑制することができる。そして、検知された面外変形形状を不揮発性メモリ7に時系列に記憶し、時系列で記憶された面外変形形状に基づいて、上記定着装置の寿命を予測し、上記定着装置の寿命が近いと予測した場合は、しわや擦れ画像が発生する確率が高い旨をアラームと共に警告表示すると共に、上記定着装置を交換する旨の報知を行う。これにより、しわや擦れ画像が発生する前に定着装置の交換がなされ、装置のダウンタイムが生じるのを抑制することができる。   Further, when the detected out-of-plane deformed shape reaches the limit out-of-plane deformed shape, the use of the fixing device 1 that generates wrinkles is prohibited by prohibiting the fixing operation, and the waste of the paper P is suppressed. can do. The detected out-of-plane deformation shape is stored in the nonvolatile memory 7 in time series, the life of the fixing device is predicted based on the out-of-plane deformation shape stored in time series, and the life of the fixing device is When predicted to be near, a warning is displayed together with an alarm that there is a high probability that a wrinkle or rubbing image will occur, and a notification that the fixing device is to be replaced is given. As a result, it is possible to prevent the downtime of the apparatus from occurring because the fixing apparatus is replaced before wrinkles or rubbing images are generated.

また、不揮発性メモリ7に時系列で記憶された面外変形形状データに基づいて、用紙の種類毎に用紙のしわの発生確率や擦れ画像の発生確率が高くなる閾値を算出し、閾値を超える用紙が使用される場合、しわや擦れ画像が発生する確率が高い旨を報知する。これにより、使用する用紙を他のものに切り替える等の動作が促進され、しわや擦れ画像の発生を抑制することができる。   Further, based on the out-of-plane deformation shape data stored in the non-volatile memory 7 in time series, a threshold for increasing the probability of occurrence of paper wrinkles and the occurrence of a rubbing image is calculated for each type of paper, and exceeds the threshold. When the paper is used, the fact that the probability that a wrinkle or a rubbing image is generated is high is notified. Accordingly, an operation such as switching the paper to be used to another one is promoted, and the generation of wrinkles and rubbing images can be suppressed.

以上説明したように、本発明によれば、定着ニップを通過する前の記録紙の形状を通紙の度毎に計測することができるので、定着装置を通過する記録紙に、しわや画像不良が発生したか否か、又は、しわや不良画像が発生するおそれが高いか否かを推定することができる。   As described above, according to the present invention, since the shape of the recording paper before passing through the fixing nip can be measured every time the paper is passed, the recording paper passing through the fixing device has wrinkles and image defects. It can be estimated whether or not there is a possibility that wrinkles or defective images are likely to occur.

すなわち、定着ニップ内で記録紙に幅方向内側に引っ張る力が働く等すると、記録紙の定着ニップより後方において波うちが生じ、記録紙は波うちを生じたままの状態で定着ニップへ進入する。定着ニップ内で働く幅方向内側向きの力が大きければ大きいほど、この波うちも大きくなり、力が小さければ小さいほど発生する波うちは僅かとなる。   That is, if a pulling force is applied to the recording paper in the width direction inside the fixing nip, a wave is generated behind the fixing nip of the recording paper, and the recording paper enters the fixing nip with the wave being generated. . The larger the force inward in the width direction acting in the fixing nip, the larger the wave, and the smaller the force, the smaller the generated wave.

記録紙の定着ニップより後方に生じる波うちが大きければ、定着ニップを通過後に記録紙にしわが発生する確率は高くなる。しかし、波うちが僅かであれば記録紙にしわが生じる確率は低くなる。逆クラウン形状のローラを使用する等して定着ニップ内で幅方向外側向きの力が働くようにした場合、しわを発生させる波うちは抑制される。一方で、幅方向外側向きの力は歪みとして記録紙後端に蓄積される。歪みの蓄積は記録紙後端に形状の変形をもたらす。   If the wave generated behind the fixing nip of the recording paper is large, the probability that the recording paper will wrinkle after passing through the fixing nip increases. However, if the wave is small, the probability that the recording paper is wrinkled is low. When a force in the width direction outward direction is applied in the fixing nip by using a reverse crown-shaped roller, for example, the wrinkles are suppressed. On the other hand, the outward force in the width direction is accumulated at the trailing edge of the recording paper as distortion. Accumulation of distortion causes a shape deformation at the trailing edge of the recording paper.

すなわち、幅方向内側向きの力で発生する波うちとは異なる特徴を有する波うちが、幅方向外側向きの力で発生することになる。幅方向外側向きの力によって生じる波うちは、記録紙の種類や搬送路の形状、定着部材の条件によって大きく跳ね上がることがあり、これを後端跳ねと呼んでいる。後端跳ねによって記録紙が筐体等の部材に接触することにより、記録紙上に形成された画像が擦れるなどして画像不良が発生する。したがって、しわや擦れ画像が発生する可能性がどれくらいであるかを知るためには、定着ニップを通過しようとする記録紙全面の面外変形形状を計測すれば良いということになる。   That is, a wave having a characteristic different from that generated by the force inward in the width direction is generated by force in the outward direction in the width direction. Waves generated by the outward force in the width direction may jump greatly depending on the type of recording paper, the shape of the conveyance path, and the conditions of the fixing member, and this is called rear end jumping. When the recording paper comes into contact with a member such as a casing due to the trailing edge jump, an image formed on the recording paper is rubbed and an image defect occurs. Therefore, in order to know how much a wrinkle or rubbing image is likely to occur, it is only necessary to measure the out-of-plane deformation shape of the entire surface of the recording paper passing through the fixing nip.

また、本発明によれば、記録紙の面外変形形状を記憶する記憶手段を備えているので、予め記憶手段にしわや擦れ画像が発生するおそれのある限界面外変形形状を格納しておくことにより、定着ニップを通過しようとする記録紙の形状を監視し、波うちや後端跳ねによる記録紙の変形形状と、しわや擦れ画像が発生する限界変形形状とを比較することができる。   Further, according to the present invention, since the storage means for storing the out-of-plane deformation shape of the recording paper is provided, the limit out-of-plane deformation shape that may cause a wrinkled or rubbed image is stored in the storage means in advance. Accordingly, it is possible to monitor the shape of the recording paper that is about to pass through the fixing nip, and to compare the deformation shape of the recording paper due to the wave and the trailing edge bounce with the limit deformation shape in which wrinkles and rubbing images are generated.

定着ニップを通過する前の記録紙の面外変形形状と、記録紙のしわの発生確率及び擦れ画像の発生確率とには相関関係があるので、面外変形形状検知手段の検知結果に基づいて、記録紙にしわや擦れ画像が発生するか否かを定量的に予測することができる。   Since there is a correlation between the out-of-plane deformation shape of the recording paper before passing through the fixing nip, the wrinkle occurrence probability of the recording paper, and the occurrence probability of the rubbing image, it is based on the detection result of the out-of-plane deformation shape detecting means. In addition, it is possible to quantitatively predict whether or not wrinkles or rubbing images are generated on the recording paper.

このように、本発明によれば、様々な種類の用紙に対して、トナー定着前の用紙の変形度を検出し、変形度が画像不良を発生させる程度に至っているときには、ユーザに対して、しわや不良画像を含むおそれがあることを事前に通知することにより、不要な記録紙を極力出力させないようにすることが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することができるのである。   Thus, according to the present invention, for various types of paper, when the degree of deformation of the paper before toner fixing is detected and the degree of deformation has reached an extent that causes image defects, It is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus that can prevent unnecessary recording paper from being output as much as possible by notifying in advance that a wrinkle or a defective image may be included.

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。   The present invention has been described above by the preferred embodiments of the present invention. While the invention has been described with reference to specific embodiments thereof, various modifications and changes can be made to these embodiments without departing from the broader spirit and scope of the invention as defined in the claims. is there.

1 定着装置(ローラ)
2 加熱ローラ
3 加圧ローラ
4 駆動ローラ
5 操作部
6 報知部
7 記憶部
8 制御部
9 パタン投影機
10a 記録紙幅方向パタン撮影用エリアセンサ
10b 記録紙搬送方向パタン撮影用エリアセンサ
P 記録紙
A 記録紙搬送方向
LP 格子状投影パタン
LPa 格子状投影パタンの記録紙幅方向部分
LPb 格子状投影パタンの記録紙搬送方向部分
LPa1 格子状投影パタンの記録紙幅方向部分のひとつ
LPb1 格子状投影パタンの記録紙搬送方向部分のひとつ
δa 記録紙幅方向計測時の最大変形量
δb 記録紙搬送方向計測時の最大変形量
1 Fixing device (roller)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Heating roller 3 Pressure roller 4 Driving roller 5 Operation part 6 Notification part 7 Storage part 8 Control part 9 Pattern projector 10a Recording paper width direction pattern imaging area sensor 10b Recording paper conveyance direction pattern imaging area sensor P Recording paper A Recording Paper conveyance direction LP Lattice projection pattern LPa Recording paper width direction portion of lattice projection pattern LPb Recording paper conveyance direction portion of lattice projection pattern LPa1 One of recording paper width direction portions of lattice projection pattern LPb1 Recording paper conveyance of lattice projection pattern One of the direction parts δa Maximum deformation amount when measuring the recording paper width direction δb Maximum deformation amount when measuring the recording paper conveyance direction

特開平05−040428号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-040428

Claims (9)

加熱部材と、
前記加熱部材に対向して設けられ、前記加熱部材との間に搬送される未定着トナーが転写された用紙を前記加熱部材に向けて加圧することにより、前記用紙にトナーを定着させる加圧部材と、
を含む定着装置であって、
前記搬送前の前記用紙の形状変化レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記用紙の形状変化レベルが所定の範囲を超えたことが検出されると、前記トナーが定着された後の用紙に画像不良が発生する旨を報知する報知手段と、
を含むことを特徴とする定着装置。
A heating member;
A pressure member that is provided opposite to the heating member and presses the sheet onto which the unfixed toner conveyed between the heating member is transferred toward the heating member, thereby fixing the toner to the sheet. When,
A fixing device including:
Detection means for detecting the shape change level of the paper before the conveyance;
An informing means for informing that an image defect occurs on the paper after the toner has been fixed when the detecting means detects that the shape change level of the paper exceeds a predetermined range;
A fixing device comprising:
前記検出手段は、前記搬送前の前記用紙の形状変化レベルとして、前記用紙の搬送方向における形状変化レベルと、前記搬送方向と直交する方向における形状変化レベルとをそれぞれ検出することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The detection means detects, as the shape change level of the paper before the conveyance, a shape change level in the conveyance direction of the paper and a shape change level in a direction orthogonal to the conveyance direction, respectively. Item 4. The fixing device according to Item 1. 前記用紙の形状変化が検出されないときの前記形状変化レベルの基準形状レベル値と、少なくとも前記画像不良が発生しないときの前記形状変化レベルの許容限度レベル値と、を記憶する記憶手段を含み、
前記検出手段により検出された前記用紙の形状変化レベルが前記許容限度レベル値を超えたとき、前記報知手段は、画像不良が発生する旨を報知することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
Storage means for storing a reference shape level value of the shape change level when a change in shape of the paper is not detected and an allowable limit level value of the shape change level when at least the image defect does not occur;
3. The informing means notifies that an image defect occurs when the shape change level of the sheet detected by the detecting means exceeds the allowable limit level value. Fixing device.
前記記憶手段は、前記用紙が搬送されるときの安定度レベルとして、前記形状変化が検出されないときの基準搬送安定度レベル値と、少なくとも前記画像不良が発生しないときの許容搬送安定度レベル値とを記憶し、
前記検出手段により検出された前記用紙の形状変化レベルが前記許容限度レベル値以下であっても、前記安定度レベルが、前記基準搬送安定度レベル値と比較して、前記許容搬送安定度レベル値の近傍に所定時間継続して存在していると判断されたときは、前記報知手段は、画像不良が発生する旨を報知することを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
The storage means, as a stability level when the paper is transported, a reference transport stability level value when the shape change is not detected, and at least an allowable transport stability level value when the image defect does not occur Remember
Even if the shape change level of the sheet detected by the detection means is equal to or less than the allowable limit level value, the stability level is compared with the reference conveyance stability level value, and the allowable conveyance stability level value is compared with the reference conveyance stability level value. 4. The fixing device according to claim 3, wherein when it is determined that the image is continuously present for a predetermined time, the notification unit notifies that an image defect has occurred.
前記記憶手段は、前記用紙の形状変化レベルを時系列的に記憶し、
給紙トレイにセットされた用紙の紙種情報に基づいて、前記用紙の形状変化レベルの基準形状レベル値及び許容限度レベル値を前記記憶手段から読み出す制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記基準形状レベルが、前記許容限度レベル値に達するまでの時間又は前記用紙の印刷枚数に基づいて、前記画像不良が発生する確率が高くなる閾値を設定し、前記時間又は印刷枚数が前記閾値に到達したと判断されたときは、前記報知手段は、記画像不良が発生する確率が高い旨を報知することを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
The storage means stores the shape change level of the paper in time series,
Control means for reading out a reference shape level value and an allowable limit level value of the shape change level of the paper based on the paper type information of the paper set in the paper feed tray from the storage means;
The control means sets a threshold value that increases the probability that the image defect will occur based on the time until the reference shape level reaches the allowable limit level value or the number of printed sheets of the paper, and the time or printing 4. The fixing device according to claim 3, wherein when it is determined that the number of sheets has reached the threshold value, the notification unit notifies that there is a high probability that an image defect will occur.
前記記憶手段は、前記用紙の形状変化レベルを時系列的に記憶し、
前記記憶された前記用紙の形状変化レベルに基づいて、前記加熱部材及び前記加圧部材の寿命を予測する制御手段をさらに含み、
前記制御手段により、前記予測された寿命に至ったと判断されたたときには、前記報知手段は、前記画像不良が発生する旨を報知することを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
The storage means stores the shape change level of the paper in time series,
Control means for predicting the life of the heating member and the pressure member based on the stored shape change level of the paper;
The fixing device according to claim 3, wherein when the control unit determines that the predicted lifetime has been reached, the notification unit notifies that the image defect has occurred.
前記報知手段は、前記画像不良が発生する旨の報知、又は前記画像不良が発生する確率が高い旨の報知に加えて、前記加熱部材及び前記加圧部材を交換する旨の報知を行うことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の定着装置。   In addition to notifying that the image defect has occurred or notifying that the probability of occurrence of the image defect is high, the notifying unit performs notifying that the heating member and the pressure member are to be replaced. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is one of the fixing devices. 加熱部材と、
前記加熱部材に対向して設けられ、前記加熱部材との間に搬送される未定着トナーが転写された用紙を前記加熱部材に向けて加圧することにより、前記用紙にトナーを定着させる加圧部材と、
前記搬送前の前記用紙の形状変化レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記用紙の形状変化レベルが所定の範囲を超えたことが検出されると、前記トナーが定着された後の用紙に画像不良が発生する旨を報知する報知手段と、を含む定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
A heating member;
A pressure member that is provided opposite to the heating member and presses the sheet onto which the unfixed toner conveyed between the heating member is transferred toward the heating member, thereby fixing the toner to the sheet. When,
Detection means for detecting the shape change level of the paper before the conveyance;
Fixing means for notifying that an image defect occurs on the paper after the toner has been fixed when the detection means detects that the shape change level of the paper exceeds a predetermined range. An image forming apparatus including the apparatus.
前記検出手段は、前記搬送前の前記用紙の形状変化レベルとして、前記用紙の搬送方向における形状変化レベルと、前記搬送方向と直交する方向における形状変化レベルとをそれぞれ検出することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。   The detection means detects, as the shape change level of the paper before the conveyance, a shape change level in the conveyance direction of the paper and a shape change level in a direction orthogonal to the conveyance direction, respectively. Item 9. The image forming apparatus according to Item 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11948027B2 (en) * 2020-06-17 2024-04-02 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having function of adjusting print position

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