JP2957369B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、用紙の上に転写された
トナー像を用紙へ定着させる定着装置を備えた画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置である例えば複写機は、複
写画像の形成に際し、メインチャージャにて感光体を所
定電位に帯電すると共に、原稿画像にコピーランプにて
光を照射し、この原稿画像からの反射光を上記感光体に
照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにて
現像するようになっている。そして、このようにして得
られたトナー像を転写紙（用紙）に転写し、定着装置に
てトナーを転写紙上に定着した後、機外へ排紙するよう
になっている。転写紙の機外へ排紙は、定着装置の出紙
側に設けられた排紙センサにて検知されるようになって
いる。

【０００３】上記の定着装置を、本発明の説明図である
図３を参照して説明すると、定着装置２２は、定着ロー
ラ２２ｂと、これに圧接された加圧ローラ２２ｃとを有
している。定着ローラ２２ｂの軸芯部には、ハロゲンラ
ンプ等からなる棒状のヒータランプ２２ａが設けられ、
定着ローラ２２ｂと加圧ローラ２２ｃとの圧接部には、
定着部Ｂが形成されている。そして、この定着部Ｂに
て、転写紙上のトナー像のトナーを加熱して軟化させる
と共に加圧し、転写紙上に定着させるようになってい
る。

【０００４】定着ローラ２２ｂの温度制御は、図示しな
い制御装置にて行われており、この制御装置が、定着ロ
ーラ２２ｂに接触可能に配されたサーミスタ２４にて検
出された検出部Ａの表面温度に基づいて、表面温度が設
定温度に維持されるよう、ヒータランプ２２ａのＯＮ／
ＯＦＦを制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、定着ローラ２２ｂの温度制御をサ
ーミスタ２４の検出温度のみに基づいて行っているの
で、例えば転写紙に厚紙等の熱容量の大きな材質のもの
が使用され、転写紙に奪われる熱が大きくなると、定着
ローラ２２ｂの定着部Ｂ部位の表面温度が下がり、トナ
ーの転写紙への定着性が低下するという問題を有してい
る。

【０００６】即ち、構造上、サーミスタ２４は、定着ロ
ーラ２２ｂにおける定着部Ｂ部位の表面温度を検出する
のではなく、検出部Ａ部位の表面温度を検出するように
なっている。したがって、転写紙に接触して熱を吸収さ
れ、定着に必要とされる設定温度より表面温度が低下し
たとしても、すぐにはヒータランプ２２ａがＯＮされ
ず、設定温度以下での定着が継続される。そして、温度
低下した部位が、検出部Ａに到達してはじめて、ヒータ
ランプ２２ａがＯＮされる。このため、厚紙等になると
温度低下が大きく、大きな影響を受けることとなる。

【０００７】そこで、従来の複写機においては、定着ロ
ーラの肉厚を大きくしたり、また、ヒータランプの熱容
量を大きくする等して、定着ローラの温度低下を抑制
し、定着装置の定着性の改善が図られているが、必然的
にコスト上昇を伴い、特に、低価格機種においては大き
な負担となっている。

【０００８】本発明の画像形成装置は、上記課題に鑑み
成されたもので、定着装置の定着性の改善を図り、信頼
性を向上させると共に、低コストにて作製できることを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置は、上記目的を達成するために、温度検出手段によ
る温度検出が行われる検出部が設けられると共に検出部
の温度に基づく加熱手段のＯＮ／ＯＦＦにて所定温度に
制御される定着ローラと、この定着ローラに圧接される
加圧ローラとを有する定着装置を備え、これら両ローラ
の圧接部に形成された定着部にトナー像が転写された用
紙を搬送し、この定着部にてトナー像の用紙への定着を
行った後、装置本体外部へ用紙を排紙する画像形成装置
において、定着部近傍の出紙側に、定着ローラの定着部
を通過した部位が検出部に移動するまでの間に、上記部
位の定着部通過時に定着が行われて先端部が出紙された
用紙を検出する用紙センサを設けると共に、この用紙セ
ンサにて用紙が検出されると、上記加熱手段を一定時間
ＯＮさせる制御手段を設けることを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の画像形成装置は、上
記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置
において、装置本体外部への用紙の排紙の確認に用いら
れる排紙センサを、定着部近傍に設けることで、上記用
紙センサとしての機能を備えさせることを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】上記請求項１の構成によれば、上記用紙センサ
は、定着ローラの定着部を通過した部位が検出部に移動
するまでの間に、上記部位の定着部通過時に定着が行わ
れて先端部が出紙された用紙を検出するよう定着近傍の
出紙側に配されているので、定着部から用紙の先端部が
出紙された時点で用紙を検出し、制御装置は、この検出
と共に一定時間、加熱手段をＯＮする。従来の通常の温
度制御のみの構成においては、用紙前半部の定着にて温
度低下した部位が、温度検出手段の検出部に移動するま
で、加熱手段がＯＮされなかったが、これによれば、通
常の温度制御とは別に加熱手段のＯＮ／ＯＦＦが制御さ
れているので、温度低下部位が温度検出手段の検出部に
移動するまでの間に、加熱手段がＯＮされることとな
り、定着ローラに熱が供給される。したがって、厚紙等
の熱容量の大きな用紙が使用されたとしても、定着ロー
ラの表面温度が設定温度から大きく低下することはな
く、定着装置の定着性を改善することができ、ひいて
は、画像形成装置の信頼性を向上させることができる。

【００１２】また、請求項２の構成によれば、従来から
ある排紙センサの配設部位を、定着部近傍とすること
で、請求項１の用紙センサとしての機能を備えさせるよ
うになっているので、コスト上昇を伴うことなく低コス
トにて作製することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図６に基づい
て以下に説明する。本実施例の画像形成装置である複写
機は、図２に示すように、略直方体形状箱型の複写機本
体（装置本体）１の上面部に原稿台２を有しており、こ
の原稿台２は、中央部がガラス板等の透明部材によって
形成されている。原稿台２は、フィード用ソレノイド、
及びリターン用ソレノイドを備えた図示しない原稿台駆
動装置に駆動されて、フィード方向（Ｆ）及びリターン
方向（Ｒ）に直線移動するようになっており、複写動作
の際、リターン方向（Ｒ）側の端部が、複写機本体１の
端部とほぼ一致する位置、即ち待機位置Ｐ₁ から、ま
ず、リターン方向（Ｒ）の走査開始位置Ｐ₂ に移動し、
その後、フィード方向（Ｆ）の走査終了位置Ｐ₃まで移
動し、再び、元の待機位置Ｐ₁ へと移動するようになっ
ている。

【００１４】複写機本体１の上部には、コピーランプ３
およびセルフォックレンズ４等からなる光学系５が配さ
れ、この光学系５の下方には、ドラム状の感光体６が配
されている。この感光体６は、図示しないメインモータ
により回転駆動されると共に、上記のコピーランプ３か
ら原稿７に向かって照射された光の反射光で露光され、
コピーランプ３からの直接光で残留電荷が除電されるよ
うになっている。

【００１５】上記の感光体６の周りには、感光体６を帯
電させるメインチャージャ８、光学系５の露光動作によ
って感光体６に形成された静電潜像をトナーによって現
像するマグネットローラ９を内設した現像カートリッジ
１０、現像カートリッジ１０の現像動作によって形成さ
れたトナー像を転写紙（用紙）Ｓ上に転写させる転写チ
ャージャ１１、感光体６の表面の残留トナーをブレード
１２ａによって回収する廃棄トナーカートリッジ１２等
が配されている。

【００１６】感光体６に対する転写紙Ｓの供給側には搬
送部１３が設けられ、さらにその供給側には給紙部１４
が配されている。給紙部１４は、転写紙Ｓを載置する給
紙トレー１５、この給紙トレー１５から転写紙Ｓを一枚
ずつ送り出す呼び込みローラ１６と給紙ローラ１７、お
よび、給紙ローラ１７を作動させる図示しない給紙ソレ
ノイド等を備え、転写紙Ｓを搬送部１３に供給するよう
になっている。

【００１７】一方、搬送部１３は、転写紙Ｓを検知して
いる時にＯＮとなる入紙センサ１８、転写紙Ｓを一旦停
止させるレジストローラ１９、およびレジストローラ１
９を作動させる図示しないレジストローラソレノイド等
を備え、給紙部１４から供給された転写紙Ｓを、所定の
タイミングで転写チャージャ１１と感光体６との間に搬
送するようになっている。

【００１８】また、感光体６からの転写紙Ｓの搬送方向
には、紙詰り、即ちジャム発生時にジャム紙の位置を検
出するためのジャムセンサ２０・２１と共に、定着装置
２２と、排紙センサ２３とが順に配されている。

【００１９】上記定着装置２２は、図３に示すように、
軸芯部に加熱手段であるヒータランプ２２ａが設けられ
た定着ローラ２２ｂと、これに圧接される加圧ローラ２
２ｃとからなり、両ローラ２２ｂ・２２ｃの圧接部に定
着部Ｂが形成され、この定着部Ｂにて、転写紙Ｓに転写
されているトナーを加熱溶融して定着させるようになっ
ている。そして、定着ローラ２２ｂには、温度検出手段
であるサーミスタ２４が接触可能に配されており、検出
部Ａに位置する定着ローラ２２ｂ表面の温度を検出する
ようになっている。

【００２０】上記排紙センサ２３は、図１（ａ)(ｂ)
(ｃ) に示すように、上記定着装置２２の出紙側の定着
部Ｂの直ぐ近くに配されており、転写紙Ｓを検知してい
る時にＯＮ信号を出力するようになっている。即ち、こ
の排紙センサ２３に、本発明の用紙センサとしての機能
が兼ね備えられている。

【００２１】さらに、本複写機は、図４に示すマイクロ
コンピュータからなる制御装置３３を備えている。この
制御装置３３は、上記サーミスタ２４の検出温度に基づ
いて、定着ローラ２２ｂの表面温度が設定温度を維持す
るよう、ヒータランプ２２ａのＯＮ／ＯＦＦを制御する
ようになっている。

【００２２】そして、本実施例においては、この制御装
置３３は、上記の通常の温度制御とは別に、排紙センサ
２３からＯＮ信号が出力されると、一定時間、ヒータラ
ンプ２２ａをＯＮさせるようになっている。

【００２３】つまり、定着ローラ２２ｂの表面温度の時
間的推移を見てみると、図６（ａ）の破線ｂに示すよう
に、表面温度が急激に低下し、設定温度を大きく下回る
時間帯がある。そしてこれと、同図（ｂ）に示す排紙セ
ンサ２３のタイミングチャートに示されるＯＮ信号の出
力タイミングとを検討すると、排紙センサ２３のＯＮと
ほぼ同時に、定着ローラ２２ｂの表面温度の上記した急
激な低下が始まっていることがわかる。したがって、本
実施例の複写機においては、上述したように、排紙セン
サ２３のＯＮと共に、制御装置３３がヒータランプ２２
ａを一時的にＯＮさせ、これにて、定着ローラ２２ｂの
温度低下に対処するようになっている。

【００２４】また、このような制御以外に、制御装置３
３は、後述のように、複写機本体１の主電源スイッチ２
５及びプリントスイッチ２６、入紙センサ１８、原稿台
センサ２７等からの入力信号に基づいて、メインモータ
２８、コピーランプ３、給紙ソレノイド３０、レジスト
ローラソレノイド３１、メインチャージャ８や転写チャ
ージャ１１に高圧を供給する高圧ユニット３２、及び図
示しない原稿台駆動装置のフィード用ソレノイド３５と
リターン用ソレノイド３４等の作動を制御するようにな
っている。尚、上記原稿台センサ２７は、原稿台２の複
写機本体１に対する位置を検出するもので、原稿台２が
走査開始位置Ｐ₂ に位置しているとき、ＯＮ信号を出力
するようになっている。

【００２５】上記構成の複写機における一般的な複写動
作を説明する。

【００２６】複写に際し、原稿台２は、リターン方向
（Ｒ）側の端部が、複写機本体１の端部とほぼ一致する
位置、即ち待機位置Ｐ₁ から、まず、リターン方向
（Ｒ）の走査開始位置Ｐ₂ に移動し、その後、光学系５
による原稿走査のために、フィード方向（Ｆ）の走査終
了位置Ｐ₃ まで移動し、その後、元の待機位置Ｐ₁ に移
動する。

【００２７】そして、原稿台２が走査開始位置Ｐ₂ から
走査終了位置Ｐ₃ へ移動する間に、光学系５による原稿
７の走査が行われる。即ち、原稿台２上に置かれた原稿
７がコピーランプ３によって照射され、その反射光がセ
ルフォックレンズ４を介して感光体６へ入射する。この
とき、感光体６は、メインチャージャ８により均一に帯
電されており、上記の反射光によって露光され、感光体
６上に静電潜像が形成される。

【００２８】この静電潜像は現像カートリッジ１０から
供給されるトナーにより現像され、感光体６上に原稿７
の画像に対応したトナー像が形成される。このトナー像
は、給紙トレー１５から呼び込みローラ１６及び給紙ロ
ーラ１７にて給紙され、レジストローラ１９にて所定の
タイミングで搬送されてきた転写紙Ｓに、転写チャージ
ャ１１により転写される。その後、転写紙Ｓ上のトナー
像は定着装置２２の定着部Ｂに搬送され、ここで加熱お
よび加圧されて転写紙Ｓ上に定着され、定着装置２２を
経た転写紙Ｓは複写機本体１の外部へ排出される。

【００２９】一方、上記の転写動作後、転写チャージャ
１１表面に付着しているトナーは、トナーと逆極性の電
圧を転写チャージャ１１へ印加することにより感光体６
上に移動し、感光体６表面の残留トナーと共に廃棄トナ
ーカートリッジ１２にて回収される。さらに、転写動作
後の感光体６の表面はコピーランプ３の直接光により均
一に除電されて、待機状態となる。

【００３０】次に、上記複写機における制御装置３３の
各部材の制御について図４および図５に基づいて説明す
る。先ず、電源スイッチ２５がユーザにてＯＮされると
（Ｓ１）、制御装置３３は、各部位での電圧やトナー残
量等のチェック動作等のイニシャル動作を行い（Ｓ
２）、次に、定着装置２２のウォームアップを行う（Ｓ
３）。その後、ウォームアップが完了して複写動作に対
する準備が完了すると（Ｓ４）、コピーの開始を指示す
るプリントスイッチ２６がＯＮされるまで待機し、プリ
ントスイッチ２６がＯＮされると（Ｓ５）、現像カート
リッジ１０等に対するバイアス、メインモータ２８、コ
ピーランプ３、給紙ソレノイド３０、及びリターン用ソ
レノイド３４をＯＮにする（Ｓ６）。

【００３１】その後、転写紙Ｓが給紙されて、入紙セン
サ１８がＯＮすると（Ｓ７）、制御装置３３は、給紙ソ
レノイド３０をＯＦＦにし（Ｓ８）、原稿台２が走査開
始位置Ｐ₂ に到達して原稿台センサ２７がＯＮすると
（Ｓ９）、リターン用ソレノイド３４をＯＦＦにする
（Ｓ１０）。

【００３２】次いで、フィード用ソレノイド３５、高圧
ユニット３２、及び、レジストローラソレノイド３１を
ＯＮにするタイミングをはかるタイマーＴ₁ をスタート
させ（Ｓ１１）、タイマーＴ₁ が、予め設定されている
一定の数値Ｔ_S に達したならば（Ｓ１２）、レジストロ
ーラソレノイド３１をＯＮにして、転写紙Ｓを排出させ
る（Ｓ１３）。

【００３３】転写紙Ｓの先端部が定着装置２２の定着部
Ｂから出紙し、排紙センサ２３がＯＮすると（Ｓ１
４）、ヒータランプ２２ａをＯＮにすると共に、ヒータ
ランプ２２ａをＯＮする時間を計るタイマーＨ₁ をスタ
ートさせ（Ｓ１５）、その後、タイマーＨ₁ が、予め設
定されている一定の数値Ｈ_S に達したならば（Ｓ１
６）、ヒータランプ２２ａを通常の温度制御に戻し、サ
ーミスタ２４にて検出される温度に基づいて、ヒータラ
ンプ２２ａをＯＮもしくはＯＦＦにする（Ｓ１７）。

【００３４】その後、入紙センサ１８がＯＦＦすると
（Ｓ１８）、レジストローラソレノイド３１及びフィー
ド用ソレノイド３５をＯＦＦにし（Ｓ１９）、排紙セン
サ２３がＯＦＦすると（Ｓ２０）、再びＳ５に戻り、プ
リントスイッチ２６がＯＮされるまで待機する。

【００３５】このように、本複写機においては、制御装
置３３が、排紙センサ２３からのＯＮ信号にて、定着装
置２２の定着ローラ２２ｂに設けられたヒータランプ２
２ａを一定時間ＯＮさせるようになっている。

【００３６】従来のサーミスタ２４の検出結果に基づく
通常の温度制御のみの構成においては、転写紙Ｓの前半
部の定着にて温度低下した部位が、サーミスタ２４の検
出部Ａに移動するまで、ヒータランプ２２ａがＯＮされ
なかったが、これによれば、通常の温度制御とは別にヒ
ータランプ２２ａがＯＮされるようになっているので、
温度低下部位がサーミスタ２４の検出部Ａに移動するま
での間に、ヒータランプ２２ａがＯＮされることとな
り、定着ローラ２２ｂに熱が供給される。これにより、
定着ローラ２２ｂの表面温度は、図６（ａ）の実線ａに
示すように、ほぼ一定に維持され、例え、厚紙等の熱容
量の大きな転写紙Ｓが使用されたとしても、定着性を低
下させることなく、トナーを転写紙Ｓに定着させること
ができる。

【００３７】また、本複写機においては、従来からの構
成部材である複写機本体１外部への転写紙Ｓの排紙を検
知する排紙センサ２３を定着部Ｂ近傍に設けることで、
別途、用紙センサを設けず構成しているので、コスト上
昇を伴わず、低コストにて作製できる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の画像形成装置は、以上の
ように、定着部近傍の出紙側に、定着ローラの定着部を
通過した部位が検出部に移動するまでの間に、上記部位
の定着部通過時に定着が行われて先端部が出紙された用
紙を検出する用紙センサを設けると共に、この用紙セン
サにて用紙が検出されると、上記加熱手段を一定時間Ｏ
Ｎさせる制御手段を設ける構成である。

【００３９】これによれば、用紙センサは、定着ローラ
の定着部を通過した部位が検出部に移動するまでの間
に、上記部位の定着部通過時に定着が行われて先端部が
出紙された用紙を検出するよう定着部近傍の出紙側に配
されているので、定着部から用紙の先端部が出紙された
時点で用紙を検出し、制御装置は、この検出と共に一定
時間、加熱手段をＯＮする。従来の通常の温度制御のみ
の構成においては、用紙前半部の定着にて温度低下した
部位が、温度検出手段の検出部に移動するまで、加熱手
段がＯＮされなかったが、これによれば、通常の温度制
御とは別に加熱手段のＯＮ／ＯＦＦが制御されているの
で、温度低下部位が温度検出手段の検出部に移動するま
での間に、加熱手段がＯＮされることとなり、定着ロー
ラに熱が供給される。したがって、厚紙等の熱容量の大
きな用紙が使用されたとしても、定着ローラの表面温度
が設定温度から大きく低下することはなく、定着装置の
定着性を改善することができ、ひいては、画像形成装置
の信頼性を向上させることができるという効果を奏す
る。

【００４０】また、請求項２記載の画像形成装置は、以
上のように、請求項１記載の画像形成装置において、装
置本体外部への用紙の排紙の確認に用いられる排紙セン
サを、定着部近傍に設けることで、上記用紙センサとし
ての機能を備えさせる構成である。

【００４１】したがって、従来からある排紙センサを用
いて構成できるので、コスト上昇を伴うことなく、低コ
ストにて作製できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における複写機に備えられた
定着装置と、その近傍に配された排紙センサを示すもの
で、（ａ）は定着装置の定着部に転写紙が搬送されてい
ない状態を示す説明図で、（ｂ）は定着装置の定着部に
転写紙の先端部が搬送されている状態を示す説明図で、
（ｃ）は定着装置の定着部から転写紙の先端部が出紙さ
れている状態を示す説明図である。

【図２】上記の複写機の概略の全体構成図である。

【図３】上記の複写機が備える定着装置の構成を示す構
成図である。

【図４】上記の複写機における制御部を示すブロック図
である。

【図５】上記の制御部による各部材の駆動制御を示すフ
ローチャートである。

【図６】（ａ）は定着ローラの表面温度の時間的推移を
示すグラフであり、（ｂ）は排紙センサのタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 複写機本体（装置本体） ２ 原稿台 ３ コピーランプ ５ 光学系 ６ 感光体 ２２ 定着装置 ２２ａ ヒータランプ（加熱手段） ２２ｂ 定着ローラ ２２ｃ 加圧ローラ ２３ 排紙センサ（用紙センサ） ２４ サーミスタ（温度検出手段） ３３ 制御装置 Ａ 検出部 Ｂ 定着部 Ｓ 転写紙（用紙）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温度検出手段による温度検出が行われる検
   出部が設けられると共に検出部の温度に基づく加熱手段
   のＯＮ／ＯＦＦにて所定温度に制御される定着ローラ
   と、この定着ローラに圧接される加圧ローラとを有する
   定着装置を備え、これら両ローラの圧接部に形成された
   定着部にトナー像が転写された用紙を搬送し、この定着
   部にてトナー像の用紙への定着を行った後、装置本体外
   部へ用紙を排紙する画像形成装置において、 定着部近傍の出紙側に、定着ローラの定着部を通過した
   部位が検出部に移動するまでの間に、上記部位の定着部
   通過時に定着が行われて先端部が出紙された用紙を検出
   する用紙センサを設けると共に、 この用紙センサにて用紙が検出されると、上記加熱手段
   を一定時間ＯＮさせる制御手段を設けることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】装置本体外部への用紙の排紙の確認に用い
   られる排紙センサを、定着部近傍に設けることで、上記
   用紙センサとしての機能を備えさせることを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。