JP2006162918A

JP2006162918A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2006162918A
Application number: JP2004353645A
Authority: JP
Inventors: 浩 ▲高▼澤; Hiroshi Takazawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain cost reduction by eliminating a paper discharge sensor which is arranged downstream from a fixation nip. <P>SOLUTION: Temperature gradient information of a temperature detecting means of detecting the temperature of a fixing heater is used to detect whether there is a form at the fixation nip. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は熱定着手段の温度を所望の温度に保つ温度制御手段の温度勾配により記録紙の有無を検出する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that detects the presence or absence of a recording sheet by a temperature gradient of a temperature control unit that maintains the temperature of a heat fixing unit at a desired temperature.

従来の画像形成装置は、定着手段の接触部よりも下流側に設けた検知手段の検知結果によって記録紙の排出に関わる紙搬送状態を検知していた。 The conventional image forming apparatus detects the paper conveyance state related to the discharge of the recording paper based on the detection result of the detection unit provided on the downstream side of the contact portion of the fixing unit.

また、排出された記録紙の積載手段への積載量を検知する為に、専用の検知手段を有しているものも知られている（例えば、特許文献１参照）。 In addition, there is also known one having a dedicated detection means for detecting the amount of the discharged recording paper loaded on the stacking means (see, for example, Patent Document 1).

即ち、定着手段を所望の温度に温調する為の温度制御手段とは別に、定着手段から排出された紙を検出する為の検知手段、排出された紙の積載量を検出するための検知手段の最低２つの検知手段を有していた。 That is, apart from the temperature control means for adjusting the temperature of the fixing means to a desired temperature, the detection means for detecting the paper discharged from the fixing means, and the detection means for detecting the stack amount of the discharged paper It had at least two detection means.

さらに、積載手段が開閉自在な構成の場合、開閉を検知する為に、専用の検知手段を有しているものも知られている（例えば、特許文献２参照）。 Further, when the loading means is configured to be openable and closable, there is also known one having a dedicated detection means for detecting opening and closing (see, for example, Patent Document 2).

即ち、定着手段を所望の温度に温調する為の温度制御手段とは別に、定着手段から排出された紙を検出する為の検知手段、積載手段の開閉を検知する検知手段の最低２つの検知手段を有していた。 That is, apart from the temperature control means for adjusting the temperature of the fixing means to a desired temperature, a detection means for detecting paper discharged from the fixing means and a detection means for detecting opening / closing of the stacking means are at least two detections. Had means.

図５が満載検知手段を有した従来例を示す図であり、温度検出手段の他に、用紙の排出を検出する為の排紙センサ１４、用紙の満載を検知するための満載検知センサ１３のように温度検出手段よりも下流側に２つの検知手段を有していた。
特開昭６３−０４１３７４号公報特許第３１２４２０５号公報 FIG. 5 is a diagram showing a conventional example having a full load detection means. In addition to the temperature detection means, a paper discharge sensor 14 for detecting paper discharge and a full load detection sensor 13 for detecting the full paper load. As described above, two detection means are provided on the downstream side of the temperature detection means.
Japanese Patent Laid-Open No. 63-041374 Japanese Patent No. 3124205

しかしながら上記従来例では、定着手段を所望の温度に温調する為の温度制御手段と定着手段から排出される紙を検出する検知手段の他に、最低でももう１つ検知手段が必要でありコストアップの要因となっていた。 However, in the above conventional example, in addition to the temperature control means for adjusting the temperature of the fixing means to a desired temperature and the detection means for detecting the paper discharged from the fixing means, at least one other detection means is required and the cost is low. It was a factor of up.

本出願に係る第１の発明の目的は、定着手段の温度制御手段の温度勾配結果をもとに記録紙の有無を検出することである。 The object of the first invention according to the present application is to detect the presence or absence of recording paper based on the temperature gradient result of the temperature control means of the fixing means.

また本出願に係る第２の発明の目的は、画像形成装置の状態に応じて、温度勾配データを複数有していることである。 A second object of the present invention is to have a plurality of temperature gradient data according to the state of the image forming apparatus.

上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、トナー像を記録用紙に熱定着させるための熱源である定着ヒータを有し、前記定着ヒータを内蔵し形成される加熱ローラを有し、前記加熱ローラに対向する位置に配置され、記録用紙に所定の圧力を加えて接触しトナー像を熱定着させる加圧ローラを有し、前記接触部の温度を検出するための温度検出手段を有し、過熱動作開始信号を受け付けると前記定着ヒータに通電を開始し、前記温度検出手段で検出した温度情報を基に規定の目標温度に制御する温度制御手段と前記目標温度到達後に前記定着ヒータ部に前記記録用紙を突入させる記録用紙搬送手段を有し、電子写真プロセスを制御するコントロール手段を有した画像形成装置において、前記温度検出手段が検出する、前記記録用紙が前記接触部に突入する前の前記目標温度と、前記記録用紙が前記接触部に突入した時の突入温度との温度差により前記接触部における前記記録用紙の進入を検出し、前記温度検出手段が検出する、前記記録用紙が前記接触部を通過中の温調温度と、前記記録用紙が前記接触部から通過した後の通過温度との温度差により前記接触部における前記記録用紙の通過を検出することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a first invention according to the present application has a fixing heater as a heat source for heat-fixing a toner image on a recording sheet, and has a heating roller formed by incorporating the fixing heater. And a temperature detecting means for detecting the temperature of the contact portion, which is disposed at a position facing the heating roller, and has a pressure roller that contacts the recording paper by applying a predetermined pressure to thermally fix the toner image. And when the overheat operation start signal is received, energization of the fixing heater is started, and temperature control means for controlling to a specified target temperature based on temperature information detected by the temperature detection means, and the fixing after reaching the target temperature In an image forming apparatus having a recording paper conveying means for causing the recording paper to enter the heater section and having a control means for controlling an electrophotographic process, the temperature detecting means detects the recording paper Detecting the entry of the recording paper at the contact portion based on the temperature difference between the target temperature before the recording paper enters the contact portion and the entry temperature when the recording paper enters the contact portion. Detecting the passage of the recording paper in the contact portion based on the temperature difference between the temperature control temperature during the recording paper passing through the contact portion and the passing temperature after the recording paper has passed from the contact portion. It is characterized by doing.

また、本出願に係る第２の発明は、前記エンジンコントロール手段には画像形成装置の動作状態に応じた複数の温度差データを有していることを特徴するものである。 The second invention according to the present application is characterized in that the engine control means has a plurality of temperature difference data corresponding to the operating state of the image forming apparatus.

本発明によれば、新たな記録用紙検出手段を用いることなく接触部（定着ニップ部）の記録用紙の有無を検出することができ、装置自体のコストダウンに繋がる。 According to the present invention, it is possible to detect the presence or absence of a recording sheet at the contact portion (fixing nip portion) without using a new recording sheet detecting means, which leads to cost reduction of the apparatus itself.

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明を示す画像形成装置であり全体構成の概略を示す断面図であり、図２は本発明の定着ヒータ部の温度遷移を表す図である。図１において、１は画像形成装置本体、２はペーパーカセットである。３ａはペーパーカセット２から記録用紙Ｐ（以下、用紙Ｐと略称する）を給紙する給紙ローラ、３ｂは給紙ローラ３ａで給紙された用紙Ｐを搬送路上へ搬送する搬送ローラ、４は画像書き込みタイミングを検知する給紙センサ。５はレーザスキャナユニットで、画像データに基づいて半導体レーザである５ａから照射されるレーザ光をスキャニングし、折り返しミラー６によって、プロセスカートリッジ７にある感光ドラム７ａ上に走査しながら帯電手段であるところの帯電器７ｂにより帯電された箇所に静電潜像を形成する。感光ドラム７ａ上の静電潜像は現像手段であるところの現像器７ｃでトナー現像され、転写手段であるところの転写部７ｄで用紙Ｐに転写される。用紙Ｐ上のトナー像は定着手段である熱定着装置８において、熱と圧力を加えて定着される。この熱定着装置８は発熱抵抗体である定着ヒータ８ａ、発熱抵抗体の温度状態を検知するサーミスタ８ｂ、加圧ローラ８ｃ、耐熱性フィルム８ｄで構成される。９は排紙ローラで、熱定着装置８を通過した用紙Ｐを排紙トレイ１０へ排出する。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of the overall configuration of an image forming apparatus showing the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing temperature transition of a fixing heater portion of the present invention. In FIG. 1, 1 is an image forming apparatus main body, and 2 is a paper cassette. 3a is a paper feed roller for feeding recording paper P (hereinafter abbreviated as paper P) from the paper cassette 2, 3b is a transport roller for transporting the paper P fed by the paper feed roller 3a onto the transport path, Paper feed sensor that detects image writing timing. A laser scanner unit 5 is a charging unit that scans laser light emitted from a semiconductor laser 5a based on image data and scans it on a photosensitive drum 7a in a process cartridge 7 by a folding mirror 6. An electrostatic latent image is formed at a location charged by the charger 7b. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 7a is developed with toner by a developing unit 7c serving as a developing unit, and transferred onto the paper P by a transfer unit 7d serving as a transfer unit. The toner image on the paper P is fixed by applying heat and pressure in a heat fixing device 8 as fixing means. The heat fixing device 8 includes a fixing heater 8a that is a heating resistor, a thermistor 8b that detects the temperature state of the heating resistor, a pressure roller 8c, and a heat resistant film 8d. A paper discharge roller 9 discharges the paper P that has passed through the heat fixing device 8 to the paper discharge tray 10.

１１は制御手段としてのエンジンコントローラ部であり、各デバイスと電気的に接続されており統括的に制御する。さらに１１の制御手段は定着ヒータ８ａを所望の温度となるように制御する温度制御手段なども含まれている。１２はプロセスカートリッジ７及び熱定着装置８などが機械的に接続され、所定の紙搬送速度で用紙Ｐを搬送するための搬送モータである。 Reference numeral 11 denotes an engine controller unit as control means, which is electrically connected to each device and performs overall control. The eleventh control means includes a temperature control means for controlling the fixing heater 8a so as to reach a desired temperature. A transport motor 12 is mechanically connected to the process cartridge 7 and the heat fixing device 8 and transports the paper P at a predetermined paper transport speed.

図２において、プリント開始信号を受信して、定着ヒータを目標温度になるように温調制御を行う。目標温度（本実施例では２００℃）に到達した後に用紙Ｐが定着ニップに突入されるように画像書き込みタイミングを検知する給紙センサ４の情報をもとに搬送制御される。 In FIG. 2, a print start signal is received, and temperature control is performed so that the fixing heater reaches a target temperature. The conveyance control is performed based on the information of the paper feed sensor 4 that detects the image writing timing so that the paper P enters the fixing nip after reaching the target temperature (200 ° C. in this embodiment).

定着ニップ突入時、定着ヒータ８ａ（高温）と用紙Ｐ（低温ｏｒ常温）との温度差から用紙Ｐに温度が奪われるため目標温度に対してΔＴａ℃温度変化が生じる。エンジンコントローラ部１１が温度検出手段の検知温度差（ΔＴ１）としてΔＴａ℃を認識する（ΔＴ１≧ΔＴａ）と用紙Ｐの定着ニップへの進入と判断する（Ａ点）。定着ヒータは再び目標温度でトナー像を定着させるべく温調制御され、所定の紙搬送速度で搬送され、用紙Ｐの後端が定着ニップを通過した時に、熱を奪われる対象物が無くなる為、目標温度に対してΔＴｂ℃温度変化が生じる。エンジンコントローラ部１１が温度検出手段の検知温度差（ΔＴ２）としてΔＴｂ℃を認識する（ΔＴ２≧ΔＴｂ）と用紙Ｐの定着ニップからの通過と判断する（Ｂ点）。 When the fixing nip enters, the temperature of the sheet P is deprived from the temperature difference between the fixing heater 8a (high temperature) and the sheet P (low temperature or room temperature), so that a temperature change of ΔTa ° C. occurs with respect to the target temperature. When the engine controller 11 recognizes ΔTa ° C. (ΔT1 ≧ ΔTa) as the detected temperature difference (ΔT1) of the temperature detection means, it determines that the sheet P has entered the fixing nip (point A). The fixing heater is temperature-controlled to fix the toner image again at the target temperature, is conveyed at a predetermined paper conveyance speed, and when the rear end of the paper P passes through the fixing nip, there is no object to be deprived of heat. A change in temperature of ΔTb ° C. occurs with respect to the target temperature. When the engine controller 11 recognizes ΔTb ° C. as the detected temperature difference (ΔT2) of the temperature detection means (ΔT2 ≧ ΔTb), it determines that the sheet P has passed through the fixing nip (point B).

また、画像書き込みタイミングを検知する給紙センサ４にて、定着ニップよりも上流の位置で用紙Ｐの紙先端から紙後端までの時間を測定することで、Ａ点からＢ点までの時間をある程度推測することが可能であることから、定着ニップの通過タイミングを補佐する。 Also, the time from the point A to the point B is measured by measuring the time from the front end of the paper P to the rear end of the paper P at a position upstream of the fixing nip by the paper feed sensor 4 that detects the image writing timing. Since it can be estimated to some extent, the passage timing of the fixing nip is assisted.

以上のことから、定着ヒータの温度制御手段の温度勾配により用紙Ｐの搬送状態を認識することが可能となる。 From the above, it becomes possible to recognize the conveyance state of the paper P by the temperature gradient of the temperature control means of the fixing heater.

本実施例にあるΔＴａ、ΔＴｂは、画像形成装置のある状態の中から実験により導き出されたデータから算出した値である。 In the present embodiment, ΔTa and ΔTb are values calculated from data derived from experiments from a certain state of the image forming apparatus.

図３は本発明の定着ヒータ部の温度遷移を表す図である。 FIG. 3 is a diagram showing temperature transition of the fixing heater portion of the present invention.

本図において、プリント開始信号を受信して、定着ヒータを目標温度になるように温調制御を行う。目標温度（本実施例では２００℃）に到達した後に用紙Ｐが定着ニップに突入されるように画像書き込みタイミングを検知する給紙センサ４の情報をもとに搬送制御される。 In this figure, a print start signal is received, and temperature control is performed so that the fixing heater reaches a target temperature. The conveyance control is performed based on the information of the paper feed sensor 4 that detects the image writing timing so that the paper P enters the fixing nip after reaching the target temperature (200 ° C. in this embodiment).

定着ニップ突入時、定着ヒータ８ａ（高温）と用紙Ｐ（低温ｏｒ常温）との温度差から用紙Ｐに温度が奪われるため目標温度に対してΔＴａ℃温度変化が生じる。エンジンコントローラ部１１が温度検出手段の検知温度差（ΔＴ１）としてΔＴａ℃を認識する（ΔＴ１≧ΔＴａ）と用紙Ｐの定着ニップへの進入と判断する（Ａ点）。定着ヒータは再び目標温度でトナー像を定着させるべく温調制御されるが、予期せぬタイミングで目標温度に対してΔＴｃ℃の温度変化が生じ、エンジンコントローラ部１１が温度検出手段の検知温度差（ΔＴ３）としてΔＴｃ℃を認識する（目標温度≧ΔＴｃ）と、用紙Ｐが加圧ローラ８ｃ、あるいは耐熱性フィルム８ｄへ巻き付きを起こしていると判断する（Ｃ点）。 When the fixing nip enters, the temperature of the sheet P is deprived from the temperature difference between the fixing heater 8a (high temperature) and the sheet P (low temperature or room temperature), so that a temperature change of ΔTa ° C. occurs with respect to the target temperature. When the engine controller 11 recognizes ΔTa ° C. (ΔT1 ≧ ΔTa) as the detected temperature difference (ΔT1) of the temperature detection means, it determines that the sheet P has entered the fixing nip (point A). The fixing heater is temperature-controlled to fix the toner image again at the target temperature. However, a temperature change of ΔTc ° C. occurs with respect to the target temperature at an unexpected timing, and the engine controller unit 11 detects the temperature difference detected by the temperature detection means. When ΔTc ° C. is recognized as (ΔT3) (target temperature ≧ ΔTc), it is determined that the paper P is wound around the pressure roller 8c or the heat resistant film 8d (point C).

温度検出手段が用紙Ｐの先端を検出した後、エンジンコントローラ部１１は所望の目標温度で定着させるべく温調制御を行うが、用紙Ｐが加圧ローラ８ｃ、あるいは耐熱性フィルム８ｄに巻き付いた場合、定着ヒータの熱が用紙Ｐに徐々に奪われていき温度が下がっていく。 After the temperature detecting means detects the leading edge of the paper P, the engine controller unit 11 performs temperature control to fix the paper at a desired target temperature, but the paper P is wound around the pressure roller 8c or the heat resistant film 8d. The heat of the fixing heater is gradually taken away by the paper P, and the temperature decreases.

本実施例にあるΔＴｃは、画像形成装置のある状態の中から実験により導き出されたデータから算出した値である。 ΔTc in the present embodiment is a value calculated from data derived from experiments from a certain state of the image forming apparatus.

図４は本発明を示す画像形成装置であり全体構成の概略を示す断面図であり、実施例１との違いは、排出された用紙Ｐが満載になったことを知らせる満載検知手段を搭載したことであり、従来例からは検出手段を１つ削減して同等の機能を有することが出来る。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of the overall configuration of the image forming apparatus according to the present invention. The difference from the first embodiment is that a full-load detecting means for notifying that the discharged paper P is full is mounted. Therefore, from the conventional example, it is possible to reduce the number of detection means by one and to have an equivalent function.

温度検出手段の温度温度勾配により用紙Ｐの搬送状態を認識することが可能となるため。 This is because the conveyance state of the paper P can be recognized by the temperature temperature gradient of the temperature detection means.

本発明を示す画像形成装置であり全体構成の概略を示す断面図1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明の定着ヒータ部の温度遷移を表す図The figure showing the temperature transition of the fixing heater part of this invention 本発明の定着ヒータ部の温度遷移を表す図The figure showing the temperature transition of the fixing heater part of this invention 本発明を示す画像形成装置であり全体構成の概略を示す断面図1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 満載検知手段を有した従来例を示す図The figure which shows the prior art example which has a full load detection means

符号の説明Explanation of symbols

１画像形成装置本体
２ペーパーカセット
３ａ給紙ローラ
３ｂ搬送ローラ
４給紙センサ
５レーザスキャナユニット
５ａ半導体レーザで
６折り返しミラー
７プロセスカートリッジ
７ａ感光ドラム
７ｂ帯電器
７ｃ現像器
７ｄ転写部
８熱定着装置
８ａ定着ヒータ
８ｂサーミスタ
８ｃ加圧ローラ
８ｄ耐熱性フィルム
９排紙ローラ
１０排紙トレイ
１１エンジンコントローラ部
１２搬送モータ
Ｐ用紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus main body 2 Paper cassette 3a Paper feed roller 3b Carrying roller 4 Paper feed sensor 5 Laser scanner unit 5a Semiconductor laser 6 Folding mirror 7 Process cartridge 7a Photosensitive drum 7b Charger 7c Developer 7d Transfer part 8 Heat fixing device 8a Fixing heater 8b Thermistor 8c Pressure roller 8d Heat resistant film 9 Paper discharge roller 10 Paper discharge tray 11 Engine controller unit 12 Transport motor P Paper

Claims

トナー像を記録用紙に熱定着させるための熱源である定着ヒータを有し、前記定着ヒータを内蔵し形成される加熱ローラを有し、前記加熱ローラに対向する位置に配置され、記録用紙に所定の圧力を加えて接触しトナー像を熱定着させる加圧ローラを有し、前記接触部の温度を検出するための温度検出手段を有し、過熱動作開始信号を受け付けると前記定着ヒータに通電を開始し、前記温度検出手段で検出した温度情報を基に規定の目標温度に制御する温度制御手段と前記目標温度到達後に前記定着ヒータ部に前記記録用紙を突入させる記録用紙搬送手段を有し、電子写真プロセスを制御するエンジンコントロール手段を有した画像形成装置において、前記温度検出手段が検出する、前記記録用紙が前記接触部に突入する前の前記目標温度と、前記記録用紙が前記接触部に突入した時の突入温度との温度差により前記接触部における前記記録用紙の進入を検出し、前記温度検出手段が検出する、前記記録用紙が前記接触部を通過中の温調温度と、前記記録用紙が前記接触部から通過した後の通過温度との温度差により前記接触部における前記記録用紙の通過を検出することを特徴とした画像形成装置。 A fixing heater serving as a heat source for heat-fixing the toner image on the recording paper; a heating roller formed by incorporating the fixing heater; and disposed at a position facing the heating roller; And a pressure roller for thermally fixing the toner image by contact with the pressure, and a temperature detecting means for detecting the temperature of the contact portion. When an overheating operation start signal is received, the fixing heater is energized. Starting temperature control means for controlling to a specified target temperature based on the temperature information detected by the temperature detection means, and recording paper transport means for causing the recording paper to enter the fixing heater portion after reaching the target temperature, In the image forming apparatus having an engine control means for controlling an electrophotographic process, the temperature detection means detects the target temperature before the recording paper enters the contact portion. The recording paper detects that the recording paper has entered the contact portion based on a temperature difference from a rush temperature when the recording paper enters the contact portion, and the temperature detection means detects the recording paper passing through the contact portion. An image forming apparatus that detects the passage of the recording sheet at the contact portion based on a temperature difference between the temperature control temperature of the recording sheet and a passage temperature after the recording sheet has passed from the contact portion.

請求項１記載の画像形成装置において、前記エンジンコントロール手段には画像形成装置の動作状態に応じた複数の温度差データを有していることを特徴とした画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the engine control means has a plurality of temperature difference data corresponding to an operating state of the image forming apparatus.