JP2018021997A - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を用紙に定着する定着装置及び定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image onto a sheet and an image forming apparatus including the fixing device.
プリンターや複写機等の画像形成装置には、トナー像を用紙に定着する定着装置が備えられている。定着装置は、加熱される定着部材と、定着部材に圧接される加圧部材と、を有し、定着部材と加圧部材との間に形成される定着ニップを用紙が通過することで、トナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。 Image forming apparatuses such as printers and copiers are provided with a fixing device that fixes a toner image onto a sheet. The fixing device includes a fixing member to be heated and a pressure member pressed against the fixing member, and the sheet passes through a fixing nip formed between the fixing member and the pressure member, so that the toner The image is heated and pressurized and fixed on the paper.
このような定着装置では、定着部材の温度を温度センサで検知し、検知された温度に基づいて定着部材の温度を管理している。温度センサとしては、非接触型の温度センサが一般的に使用される。 In such a fixing device, the temperature of the fixing member is detected by a temperature sensor, and the temperature of the fixing member is managed based on the detected temperature. As the temperature sensor, a non-contact type temperature sensor is generally used.
特許文献1及び特許文献2には、用紙の搬送方向において定着ニップの下流側に搬送経路を挟んで配置されて、定着部材の温度を非接触で検知する温度センサを備える定着装置が記載されている。これらの定着装置では、温度センサで検知される定着部材の温度と定着ニップを通過した用紙の温度との差によって、用紙の有無も検知できるようになっている。また、特許文献2に記載されている定着装置では、用紙の有無から用紙の通過時間を検出して、紙詰まり等の発生を検知している。
しかしながら特許文献2に記載されている定着装置のように、定着ニップを通過した後の用紙の温度を検知して用紙の通過時間を検出する場合、用紙が定着ニップを通過するまでの時間が必要となり、転写部で発生した紙詰まり発生の検知が遅れてしまう。検知が遅れると、詰まった用紙が像担持体に巻き付く長さが長くなって、詰まった用紙を取り出し難くなったり、像担持体と詰まった用紙との摩擦によって像担持体に大きな負荷がかかったりするという問題が発生する。
However, like the fixing device described in
本発明は上記事情を考慮して、定着前に発生する紙詰まりをより早期に検知できる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fixing device that can detect a paper jam occurring before fixing, and an image forming apparatus including the fixing device.
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、加熱される定着部材と、該定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材と、を備える定着装置であって、前記温度検知部材は、前記定着ニップに向かう用紙の搬送経路を挟んで、前記定着ニップよりも前記用紙の搬送方向上流側で前記定着部材と対向して配置され、前記温度検知手段と前記定着部材との間の検知領域を用紙が搬送されていない場合は前記定着部材の温度を検知し、前記検知領域を用紙が搬送されている場合は該用紙の温度を検知し、検知された温度の差によって前記検知領域への前記用紙の進入及び退出を検知することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device of the present invention includes a heated fixing member, a pressure member that presses against the fixing member to form a fixing nip, and a temperature detection member that detects the temperature of the fixing member. The temperature detecting member is disposed opposite to the fixing member on the upstream side of the fixing nip with respect to the sheet conveyance direction with the sheet conveyance path toward the fixing nip interposed therebetween. The temperature of the fixing member is detected when the sheet is not conveyed through the detection area between the temperature detection means and the fixing member, and the temperature of the sheet is detected when the sheet is conveyed through the detection area. Detecting and detecting the entry and exit of the paper from the detection area based on the detected temperature difference.
このような構成を採用することにより、より早い段階で用紙を検知できるので、用紙の搬送不良を早期に検知することができる。 By adopting such a configuration, the sheet can be detected at an earlier stage, so that the conveyance failure of the sheet can be detected at an early stage.
本発明の画像形成装置は、前記に記載の定着装置と、該定着装置よりも前記搬送方向上流側に設けられて、像担持体からトナー像を用紙に転写する転写装置と、該転写装置よりも前記搬送方向上流側に設けられて、前記用紙の進入及び退出を検知する転写前用紙検知部材と、を備え、前記転写前用紙検知部材が前記用紙の進入を検知した時刻から所定の時間経過後に前記温度検知部材が前記用紙の進入を検知しなかった場合に、用紙搬送不良と判断することを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device described above, a transfer device that is provided upstream of the fixing device in the transport direction and transfers a toner image from an image carrier to a sheet, and the transfer device. And a pre-transfer paper detection member provided on the upstream side in the transport direction to detect entry and exit of the paper, and a predetermined time has elapsed from the time when the pre-transfer paper detection member detected entry of the paper. If the temperature detection member does not detect the entry of the sheet later, it is determined that the sheet is not properly conveyed.
このような構成を採用することにより、転写装置で生じる用紙搬送不良を早期に検知できるので、用紙が像担持体に巻き付く長さを短くでき、用紙の取り出しが簡易化されると共に用紙取り出し時に用紙から像担持体にかかる負荷を低減できる。 By adopting such a configuration, it is possible to detect a paper conveyance failure that occurs in the transfer device at an early stage, thereby shortening the length of the paper that wraps around the image carrier, simplifying the removal of the paper and at the time of paper removal. The load on the image carrier from the paper can be reduced.
本発明によれば、より早い段階で用紙を検知できるので、用紙の搬送不良を早期に検知することができる。 According to the present invention, the sheet can be detected at an earlier stage, so that the conveyance failure of the sheet can be detected at an early stage.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。 Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター1の全体の構成について説明する。図1はカラープリンターの概略を示す模式図である。以下の説明において、図1の紙面手前をカラープリンター1の前側(正面側)とし、左右方向は、カラープリンター1を前側から見た方向を基準とする。
First, the overall configuration of a
カラープリンター1の装置本体2には、用紙Sが収容される給紙カセット3と、フルカラーのトナー像を用紙Sに形成する画像形成部4と、トナー像を用紙Sに定着する定着装置5と、トナー像が定着された用紙Sを排出する排出装置6と、排出された用紙Sが受け止められる排紙トレイ7と、が備えられている。
The apparatus
画像形成部4は、露光装置9と、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーごとに設けられる画像形成ユニット10と、各画像形成ユニット10の上方に設けられる中間転写ユニット11と、各色のトナーが収容されるトナー容器12と、を備えている。
The
画像形成ユニット10は、静電潜像が形成される感光体ドラム15と、感光体ドラム15を帯電する帯電装置16と、感光体ドラム15に形成された静電潜像を対応するトナー容器12から供給されるトナーで現像する現像装置17と、感光体ドラム15の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置18と、を備えている。
The
中間転写ユニット11は、像担持体としての無端状の中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20の中空部に配置される4本の一次転写ローラ21と、を備えている。中間転写ベルト20は、駆動ローラ22と従動ローラ23との間に巻き回されて、駆動ローラ22が回転することで循環走行する。各一次転写ローラ21は、中間転写ベルト20を挟んで感光体ドラム15と対向して、中間転写ベルト20と感光体ドラム15との間に一次転写部25を形成している。また、中間転写ベルト20からトナー像を転写する転写装置としての二次転写ローラ27が中間転写ベルト20を挟んで駆動ローラ22に対向して、中間転写ベルト20と二次転写ローラ27との間に二次転写部28を形成している。
The
装置本体2には、給紙カセット3から、二次転写部28と定着装置5とを通って排紙装置6に向かう用紙の搬送経路29が形成されている。
In the apparatus
各画像形成ユニット10において、感光体ドラム15が帯電装置16で帯電された後、露光装置9によって画像データに対応する露光が行われて、感光体ドラム15に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置17によってトナー像に現像される。トナー像は、一次転写部25で、感光体ドラム15から中間転写ベルト20に転写される。4つの画像形成ユニット10で現像されたトナー像が中間転写ベルト20に転写されることで、中間転写ベルト20にフルカラーのトナー像が形成される。各感光体ドラム15に残留したトナーは、それぞれクリーニング装置18で除去される。
In each
また、給紙カセット3から送り出された用紙Sは、搬送経路29に沿って搬送され、二次転写部28において、中間転写ベルト20に形成されたフルカラーのトナー像が用紙Sに転写される。フルカラーのトナー像が転写された用紙Sは定着装置5に搬送され、フルカラーのトナー像が用紙Sに転写される。フルカラーのトナー像が定着された用紙Sは、排紙装置6から排紙トレイ7に排出される。
Further, the paper S sent out from the
次に、図2を参照して、二次転写部28と定着装置5の周囲の構造について説明する。図2は二次転写部と定着装置との周辺を示す図である。
Next, the structure around the
二次転写部28から定着装置5までの搬送経路29には、用紙Sの裏側の面(トナーが転写されていない側の面)をガイドする定着前ガイド31が設けられている。定着前ガイド31は、右側に凸に湾曲しながら左斜め上方向に向かうように湾曲している。また、二次転写部28よりも用紙の搬送方向上流側には、転写前用紙検知センサ33が備えられている。転写前用紙検知センサ33は、例えば、アクチュエータ付のスイッチを使用できる。アクチュエータは、搬送経路29に突出するように回動可能に設けられて、搬送経路29に沿って搬送される用紙Sの先端がアクチュエータに当接すると、アクチュエータが用紙Sの先端で押されて回動することでスイッチが切り替わり、用紙Sの有無が検出される。
A
定着装置5は、定着ハウジング40と、定着ハウジング40に収容される加熱される定着部材としての定着ローラ41及び定着ローラ41に圧接して定着ニップNを形成する加圧部材としての加圧ローラ42と、定着ニップNよりも搬送方向下流側に設けられる一対の排出ローラ43と、を備えている。さらに、定着装置5には、温度センサ44と排出用紙検知センサ45とが備えられている。温度センサ44は、定着前ガイド31に設けられて、定着ローラ41の温度を検知する温度検知手段である。排出用紙検知センサ45は、定着ニップNと一対の排出ローラ43との間に設けられて、定着ニップNを通過した用紙の有無を検知するとともに、定着ローラ41への用紙の巻き付きを検知する。
The
定着ハウジング40には、搬送経路29に沿って用紙Sの入口40aと出口40bとが形成されている。入口40aは、斜め右下方に向けて開口し、出口40bは、斜め左上方に向けて開口している。定着ハウジング40の内部には、搬送経路29よりも下方の定着ローラ収容部40cと、搬送経路29よりも上方の加圧ローラ収容部40dとが形成されている。
In the fixing
定着ローラ41は、定着ローラ収容凹部40cに回転可能に支持されて、熱源(図示省略)によって加熱される。加圧ローラ42は、加圧ローラ収容凹部40dに回転可能に支持されて、定着ローラ41に圧接して定着ニップNを形成している。一対の排出ローラ43は、定着ハウジング40の出口40bに搬送経路29を挟んで回転可能に支持されている。定着ニップNと一対の排出ローラ43との間には、用紙Sの裏側の面をガイドする排出ガイド40eが設けられている。
The fixing
温度センサ44は、検知対象面から放射される赤外線を受光面44aで受光することで、検知対象面の温度を非接触で検知する赤外線センサである。このような温度センサ44として、例えば、サーモパイルを使用できる。温度センサ44は、搬送経路29を挟んで定着ローラ41に対向するように定着前ガイド31に支持されている。
The
温度センサ44は、定着ローラ41と受光面44aとの間の検知領域を用紙Sが搬送されていない場合は、定着ローラ41の表面温度を検知し、検知領域を用紙Sが搬送されている場合は、用紙Sの裏側の面の温度を検知する。用紙Sの裏側の面の温度は定着ローラ41の温度に比べて低いので、検知された温度の差によって用紙Sの進入を検知できる。つまり、温度が高いレベルから低いレベルに変動したタイミングが、温度センサ44の検知領域へ用紙Sの先端が進入したタイミングを示し、低いレベルから高いレベルに変動したタイミングが、用紙Sの後端が検知領域を退出したタイミングを示す。
The
排出用紙検知センサ45は、排出ガイド40eに支持されて、排出ガイド40eに沿って搬送される用紙Sの有無を検知する。排出用紙検知センサ45は、例えば、転写前用紙検知センサ33と同様のアクチュエータ付のスイッチ使用できる。
The discharged
転写前用紙検知センサ33と温度センサ44の出力は、それぞれ制御部50に入力される。制御部50は、画像形成部4の印字作業や、定着装置5の加熱源のオンオフを制御する。
The outputs of the pre-transfer
上記構成を有する定着装置6における用紙検知処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
The sheet detection process in the
制御部50では、ステップS1において印字命令が入力されると、ステップS2に進んで、温度センサ44によって検知領域内の定着ローラ41の表面温度を検知し、検知された表面温度が目標温度T以上かどうか判定する。その結果、定着ローラ41の表面温度が目標温度Tよりも低い場合は、ステップS3に進んで、定着ローラ41の表面温度が目標温度T1以上となるように加熱源を制御する。一方、ステップS2で定着ローラ41の表面温度が目標温度T以上の場合は、ステップS4に進んで、用紙Sの搬送を開始する。
When the printing command is input in step S1, the control unit 50 proceeds to step S2, detects the surface temperature of the fixing
次に、ステップS5において、転写前用紙検知センサ33によって用紙の進入が検知された基準時刻t1を記憶した後、ステップS6に進む。
Next, in step S5, after storing the reference time t1 when the entry of the sheet is detected by the pre-transfer
ステップS6では、用紙Sが正常に搬送された場合に、温度センサ44の検知領域へ用紙Sが進入する進入予定時刻t2を算出する。進入予定時刻t2は、転写前用紙検知センサ33の検知領域と温度センサ44の検知領域との間の距離を、用紙Sの搬送速度で除した時間だけ、基準時刻t1から経過した時刻である。
In step S6, the estimated entry time t2 when the sheet S enters the detection area of the
そして、ステップS7において、進入予定時刻t2に温度センサ44によって用紙Sの進入が検知されたかどうかを判定する。その結果、温度センサ44によって進入予定時刻t2に用紙Sの進入を検知した場合は、用紙Sは正常に搬送されていると判断し、ステップS8に進む。一方、進入予定時刻t2に用紙Sの進入が検知されない場合は、転写前用紙検知センサ33の検知領域から温度センサ44の検知領域までの搬送経路29において、つまり、二次転写部28において紙詰まりが発生したと判断する。そこで、ステップS9に進んで紙詰まりを報知した後、ステップS10に進んで画像形成部4における印字作業を停止する。
In step S7, it is determined whether or not the entry of the sheet S is detected by the
ステップS8では、用紙Sが正常に搬送された場合に、温度センサ44の検知領域を用紙Sの後端が退出する退出予定時刻t3を算出する。退出予定時刻t3は、用紙Sの搬送方向長さを、用紙Sの搬送速度で除した時間だけ、進入予定時刻t2から経過した時刻である。
In step S8, when the sheet S is normally conveyed, a scheduled exit time t3 at which the trailing edge of the sheet S exits the detection area of the
そして、ステップS11において、退出予定時刻t3に温度センサ44によって用紙Sの退出が検知されたかどうかを判定する。その結果、温度センサ44によって退出予定時刻t3に用紙Sの退出が検知された場合は、用紙Sは正常に搬送されていると判断する。一方、退出予定時刻t3に用紙Sの退出が検知されない場合は、定着ニップNにおいて紙詰まりが発生したと判断する。そこで、ステップS9に進んで紙詰まりを報知した後、ステップS10に進んで画像形成部4における印字作業を停止する
In step S11, it is determined whether or not the exit of the sheet S is detected by the
上記説明したように本発明のカラープリンター1においては、定着ニップNの手前側で用紙Sの進入を検知しているので、用紙の搬送不良を早期に検知することができる。例えば、定着ニップNの下流側に設けられた排出用紙検知センサ45で用紙Sの進入を検知する場合よりも早い段階で、主に二次転写部28で発生する用紙Sの紙詰まりを検知できる。したがって、紙詰まりした用紙Sが中間転写ベルト20へ与える負荷を低減できる。つまり、紙詰まりを早期に検知して印字作業を停止することで、二次転写部28での紙詰まりが生じた際に、用紙Sが中間転写ベルト20に巻き付く長さを短くできるので、紙詰まりした用紙Sと中間転写ベルト20との摩擦によって中間転写ベルト20にかかる負荷が低減されたり、巻き付いた用紙Sを取り出しやすくなったりする。
As described above, in the
なお、モノカラープリンターの場合は、用紙Sが感光体ドラムに巻き付く長さを短くできるので、紙詰まりした用紙Sが感光体ドラムへ与える負荷を低減できる。 In the case of a monocolor printer, since the length of the paper S wound around the photosensitive drum can be shortened, the load that the paper S jammed on the photosensitive drum can be reduced.
さらに、温度センサ44で定着ローラ41の温度の検知と用紙Sの搬送不良の判定を行うことができるので、センサの数を減らしたり定着装置5の構成や制御を簡易にしたりすることができる。なお、排出用紙検知センサ45は前述のように定着ローラ41への用紙巻き付きを検知するものであり、安全性を確保するためには必須である。
Furthermore, since the
なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、この態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Note that the above description of the embodiment of the present invention describes a preferred embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, and thus may have various technically preferable limitations. The technical scope of the present invention is not limited to this embodiment unless specifically described to limit the present invention. Furthermore, the constituent elements in the embodiments of the present invention described above can be appropriately replaced with existing constituent elements, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. The description of the embodiment of the present invention is not intended to limit the content of the invention described in the claims.
1 カラープリンター(画像形成装置)
5 定着装置
20 中間転写ベルト(像担持体)
27 二次転写ローラ(転写装置)
33 転写前用紙検知センサ
41 定着ローラ(定着部材)
42 加圧ローラ(加圧部材)
44 温度センサ(温度検知手段)
1 Color printer (image forming device)
5 Fixing
27 Secondary transfer roller (transfer device)
33 Pre-transfer
42 Pressure roller (Pressure member)
44 Temperature sensor (temperature detection means)
Claims (2)
前記温度検知手段は、
前記定着ニップに向かう用紙の搬送経路を挟んで、前記定着ニップよりも前記用紙の搬送方向上流側で前記定着部材と対向して配置され、
前記温度検知手段と前記定着部材との間の検知領域を用紙が搬送されていない場合は前記定着部材の温度を検知し、前記検知領域を用紙が搬送されている場合は該用紙の温度を検知し、検知された温度の差によって前記検知領域への前記用紙の進入及び退出を検知することを特徴とする定着装置。 A fixing device comprising: a heated fixing member; a pressure member that presses against the fixing member to form a fixing nip; and a temperature detection unit that detects a temperature of the fixing member,
The temperature detecting means includes
The sheet is disposed opposite the fixing member on the upstream side of the fixing nip with respect to the conveyance direction of the sheet with respect to the conveyance path of the sheet toward the fixing nip.
The temperature of the fixing member is detected when the sheet is not conveyed through the detection area between the temperature detection unit and the fixing member, and the temperature of the sheet is detected when the sheet is conveyed through the detection area. And a fixing device that detects the entry and exit of the sheet from the detection area based on the detected temperature difference.
該定着装置よりも前記搬送方向上流側に設けられて、像担持体からトナー像を用紙に転写する転写装置と、
該転写装置よりも前記搬送方向上流側に設けられて、前記用紙の進入及び退出を検知する転写前用紙検知部材と、を備え、
前記転写前用紙検知部材が前記用紙の進入を検知した時刻から所定の時間経過後に前記温度検知手段が前記用紙の進入を検知しなかった場合に、用紙搬送不良と判断することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device according to claim 1;
A transfer device that is provided upstream of the fixing device in the transport direction and transfers a toner image from an image carrier to paper;
A pre-transfer paper detection member that is provided upstream of the transfer device in the transport direction and detects entry and withdrawal of the paper;
An image characterized in that a paper conveyance failure is determined when the temperature detection unit does not detect the entry of the paper after a lapse of a predetermined time from the time when the pre-transfer paper detection member detects the entry of the paper. Forming equipment.
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