(57)【要約】【課題】定着前の紙詰まりをより早期に検知できる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置５は、加熱される定着部材４１と、該定着部材４１に圧接して定着ニップＮを形成する加圧部材４２と、前記定着部材４１の温度を検知する温度検知手段４４と、を備える。前記温度検知手段４４は、前記定着ニップＮに向かう用紙の搬送経路２９を挟んで、前記定着ニップＮよりも前記用紙の搬送方向上流側で前記定着部材４１と対向して配置され、前記温度検知手段４４と前記定着部材４１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４１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用紙の進入及び退出を検知する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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手段と、を備える定着装置であって、
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。
【請求項２】
請求項１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２３６５７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１９８２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカラープリンターの二次転写部と定着装置の周辺を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカラープリンターの用紙検知処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
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）
【図１】
2018021997.tif 000003
【図２】
2018021997.tif 000004
【図３】
2018021997.tif 000005