JP3939055B2 - Thermal fixing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における熱定着装置及び該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】
従来から複写機等の画像形成装置の場合には、感光体上に形成した静電潜像を現像装置により現像することによって得られた現像画像(可視像)を転写紙上に転写し、この転写紙に転写された未定着トナー像を熱定着装置によって定着することにより複写を行っている。図9は従来の熱定着装置を示しており、熱定着装置1は内部にハロゲンヒータ9を有するヒートローラ2と、このヒートローラ2とスプリング等の付勢によりヒートローラ2側に圧接する加圧ローラ3とを有し、これら両ローラ2,3とのニップ部に未定着トナーを保持した転写紙を通過させることにより、トナーを加熱しながら加圧して転写紙上にトナー像を定着させている。また、ヒートローラ2の表面には接触型の温度センサ26が設けられており、この温度センサ26によってヒートローラ2周面の温度を検知し、その検知結果に基づいてハロゲンヒータ9に対する通電を行いヒートローラ2全体の温度制御を行っている。
【0003】
また、ヒートローラ2の周面に対向する位置には、このヒートローラ2の周面に転写紙が巻付くのを防止するための分離爪10が複数個配設されている。この分離爪10は支持軸14を中心として回転自在となっており、その上端部には上方に延出された引っ掛け部13が設けられ、この引っ掛け部13には引張りスプリング12の一端(図で右側)が取付けられている。一方、引張りスプリング12の他端(図で左側)はフレーム部15に取付けられている。これによって、常時分離爪10の先端がヒートローラ2側に引張りスプリング12の付勢力により当接しているため、ヒートローラ2への転写紙の巻付きが防止されることとなる。さらに、熱定着装置1内の所定位置にはフォトインタラプタ等の紙詰り検知センサ(図示せず)が配設され、この検知センサによって装置1内での転写紙の紙詰りが検知されていた。
【0004】
前述した熱定着装置の構成以外にも、例えば特開平10-198216号公報には温度センサがヒートローラと加圧ローラのニップ部に対して、用紙の排紙側において用紙の裏面側から、ヒートローラの表面温度を検知するように配置され、この温度センサは用紙が測定領域に存在しない場合にはヒートローラの表面温度を検知し、用紙が測定領域に存在する場合には用紙の裏面の温度を検知し、この検知温度の温度差によって用紙の測定領域の通過時間も検出し、これによって紙詰りの発生を検知するものが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来の熱定着装置の場合には以下のような問題がある。すなわち、ヒートローラ2の表面には常に温度センサ26が摺動接触しているため、ヒートローラ2表面の離型層が摩耗すると共に劣化し、ヒートローラ2の耐久性を低下させる原因となっていた。また、ヒートローラ2と温度センサ26との間にはオフセットトナーが経時的に堆積し、このトナーが転写紙上に付着した際には異常画像が発生するという不具合があった。このため、近年では温度センサを接触型センサでない非接触型センサとする対策が進められているが、一般に熱定着装置1内は100℃以上の高温となるため、装置1の外部に温度センサを配置しなくてはならないうえ、温度センサとしては耐熱性の部品を用いるか、中継のアクチュエータを介在させる必要があり部品コストが嵩む原因となっていた。さらに、従来の方法ではヒートローラの表面に転写紙が巻付いた時に、この巻付きを直接検知することができないという不具合があった。また、前述した公報に記載された熱定着装置の場合においても通紙中には熱定着装置の温度を測定できない等の問題がある。
【0006】
また、図7に示すように転写紙Pの先端部にトナーが高密度で分布している画像(ベタ部)が存在し、且つ薄手の転写紙Pの場合には、トナーとヒートローラ2とが溶着し、そのトナーの粘性により転写紙Pがヒートローラ2へ巻付き易すくなるという現象が確認されている。このため、画像の先端部には数ミリ幅でトナー付着を行わない所謂「非画像領域」を設けることにより転写紙の巻付きを防止する対策があるが、経時的にヒートローラ2表面のフッ素コート層の離型性能が低下してくると、ヒートローラ2への巻付きが極度に発生し易くなる恐れがある。これと同時に、分離爪10の先端部も摩耗やトナーの付着等によりその「分離性能」が低下するため、分離爪10とヒートローラ2間を転写紙Pがすり抜け、ヒートローラ2の周面に転写紙が完全に巻付いてしまう場合がある(図9参照)。
【0007】
このように、ヒートローラ2に転写紙Pが巻付いてしまった場合には完全に熱定着装置1の内部に転写紙Pが残在してしまうため、外部からは転写紙Pの残在有無の判断が行い難く、ユーザーが気付かないでこのまま放置した場合には定着性の悪化、オフセット画像の発生及び巻付いた転写紙Pによる発火等を引き起こす恐れが生じてしまう。
【0008】
そこでこの発明の目的は、前記のような従来の熱定着装置のもつ問題を解消し、接触型の温度センサが不要であって構造が簡単で安価であることに加えて、紙詰りの存在を正確に検知できると共に、異常画像や転写紙の発火等を未然に防止し、より安全性を向上させることができる熱定着装置及び該装置を備えた画像形成装置を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ヒータを内部に有するヒートローラと、加圧ローラと、前記ヒートローラ表面の温度を非接触で測定する非接触型の温度センサとを備えた画像形成装置の熱定着装置において、前記温度センサはヒートローラ表面に対向する位置に配置され、画像形成装置の稼動時にはヒートローラ表面の温度を検知し、その結果に応じてヒータの制御を行うと共に、ヒートローラ表面に転写紙が張り付いて巻付いた場合にはヒートローラ表面と転写紙の放射率差によって転写紙の巻付きを検知できるようになっており、前記温度センサとヒートローラの径方向に形成された空間には転写紙の搬送を案内するための円弧状のガイド板がヒートローラ表面に沿って設けられ、このガイド板には前記温度センサがヒートローラ表面の温度を検知可能なように測定孔が設けられており、前記ガイド板の温度センサがヒートローラ表面を検知する範囲よりヒートローラ回転方向上流側に第1の分離爪がヒートローラに当接して設けられていると共に、同下流側に第2の分離爪がヒートローラに当接して設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱定着装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1に示すこの発明の第1実施形態において、前記従来例と同様の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる部分について説明する。本発明は非接触型の温度センサによって、ヒートローラの表面温度を検知するだけでなく、被測定物の放射率差によってヒートローラ表面に巻付いた転写紙の有無を検知することに特徴がある。
【0013】
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明で対象としている熱定着装置の斜視図である。すなわち、図1に示すように熱定着装置1はヒートローラ2と加圧ローラ3とを有し、ヒートローラ2は内部に加熱用のハロゲンヒータ9を有すると共に、L字型の側板5に対して軸受8を介して回転自在に支持されている。また、このヒートローラ2の一端部は駆動源(図示せず)に連結され、図1の矢印方向に回転駆動されるようになっている。一方、加圧ローラ3は側板5に対して中心軸方向へ移動自在に耐熱性樹脂等の加圧軸受6によって回転自在に支持されている。この加圧ローラ3の加圧軸受6と側板5との間には圧縮ばね7が介在しており、この圧縮ばね7の弾力によって加圧ローラ3がヒートローラ2側に圧接されている。10は分離爪で、この分離爪10は支持軸14を中心として回転自在となっており、引張りスプリング12の付勢力により常時分離爪10の先端がヒートローラ2側に当接し、ヒートローラ2への転写紙の巻付きが防止されている。これら分離爪10の配置個数は通過可能な転写紙の幅寸法に合わせて適宜設けてあり、例えばA4横幅(297mm)が通紙可能な画像形成装置の場合には5個程度配設されている。
【0014】
定着工程としては、可視像が形成された転写紙は熱定着装置1の入口ガイド板17からヒートローラ2と加圧ローラ3とのニップ部に搬送される。ヒートローラ2はハロゲンヒータ9によってトナーの通常溶融温度、例えば160〜180℃程度まで昇温されており、この熱と圧縮ばね7による加圧力とによって転写紙P上にトナーが永久画像として定着する。そして、ニップ部を通過した転写紙Pは分離爪10のガイド部11に沿ってヒートローラ2から分離され、排紙ローラ19によって装置1外に排出され、排紙ガイド板18に沿って排出ローラ20により排紙される。また、16は非接触型の温度センサ16で、この温度センサ16はヒートローラ2に対向する任意の位置、例えばヒートローラ2の上方に、温度測定範囲aがヒートローラ2に収まる範囲に取付けてある。つまり、温度測定範囲aがヒートローラ2以外の範囲まで及ぶと、ヒートローラ2以外の物体の温度も同時に測定してしまい実際のヒートローラ2の表面温度が正確に検出できなくなるからである。
【0015】
ここで、非接触型の温度センサ16には様々なタイプがあるが、被測定物の赤外線放射量を測定する放射温度計やサーモパイルの様な装置の場合、被測定物の赤外線放射率は物体によって異なるため、放射率の補正が必要である。つまり理想黒体の場合放射率は1だが、例えばカーボン等を含む黒色の離型層をもつヒートローラ2の放射率は約0.9前後であり、それに応じて放射率を予め調整しておくことで、実際の温度と相違なく温度センサ16により測定することができる。ところが、転写紙Pがヒートローラ2表面に完全に巻付いてしまった場合には、転写紙P自体の白色部位を測定することになる。この白色部位はヒートローラ2の放射率に比べ遥かに低い放射率であるために、測定温度が急激に変化してしまうので、本発明では図3に示すフローチャートによる手順を実施している。すなわち、例えば1秒間でX(deg)以上の温度変化を測定した場合には、画像形成装置本体のCPUにより「定着異常」と検知し画像形成装置を停止させる。この時、ヒートローラ2表面に記録シートPが巻付いていることを操作パネル上に表示することとする。また、他の検知方法としては予めヒートローラ2の表面温度の変化領域を測定しておき、その温度範囲以外の値を示した時に「高温異常」と判断して画像形成装置を停止させ、速やかに巻付いた転写紙Pを除去するようにユーザーに報知する方法を行っても良い。
【0016】
ここで、ヒートローラ2表面に転写紙Pが巻付いた状態で使用を続けた場合には、前述の様に定着性不良やオフセット画像の発生等異常画像を発生させるだけでは最悪の場合、ヒートローラ2の温度を正確に測定できずに設定温度に対し高温で制御されてしまい、ヒートローラ2表面の離型層の破損や、その他部品の溶着を発生させたり、巻付いた転写紙Pの発火を招く恐れがあるので、確実に巻付いた記録シートPは除去する必要がある。また、異常発生時に転写紙Pを除去しないで画像形成装置本体の電源をoffしても、異常情報は画像形成装置本体の記憶装置に蓄積され、再電源投入時にも記録保持する構成とし、転写紙Pの巻付きを確実に除去しない時には画像形成装置を使用できないようにしても良い。
【0017】
ここで、前述したようにヒートローラ2や分離爪10が経時的に摩耗した場合には図4に示すように分離爪10をすり抜けた転写紙Pが熱定着装置1の予期せぬ空間へ入り込む恐れがある。このような不具合をより確実に防止するために、本発明の第2実施形態では転写紙Pを案内するためのガイド板を設けている。すなわち、図5,6に示すようにヒートローラ2の外周部であって、このヒートローラ2と分離爪10の接触位置の下流側位置には円弧状のガイド板23が設けられている。このガイド板23によってヒートローラ2と温度センサ16との間まで、確実に転写紙Pを案内するだけでなく、予期せぬ空間への入り込みを防止する構成としている。また、ガイド板23のほぼ中央部には温度センサ16による測定用の測定孔24が形成され、この測定孔24を介して所定の温度測定範囲を測定することができる。
【0018】
図8は本発明の第3実施形態を示している。すなわち、本第3実施形態では図8に示すようにガイド板23の下流側末端位置には前記分離爪10(第1の分離爪)とは別の分離爪25(第2の分離爪)をヒートローラ2における長手方向の適当な位置に少なくとも1つ以上設ける構成としている。この分離爪25を設けることによりヒートローラ2に巻付いた転写紙Pは分離爪10を通過した後、分離爪25によってせき止められることとなる。この様にして、温度センサ16の温度測定範囲まで案内された転写紙は分離爪25によって所定の温度測定範囲で確実に停止することとなる。
【0019】
【発明の効果】
この発明は前記のようであって、請求項1に記載の発明は、ヒータを内部に有するヒートローラと、加圧ローラと、前記ヒートローラ表面の温度を非接触で測定する非接触型の温度センサとを備えた画像形成装置の熱定着装置において、前記温度センサはヒートローラ表面に対向する位置に配置され、画像形成装置の稼動時にはヒートローラ表面の温度を検知し、その結果に応じてヒータの制御を行うと共に、ヒートローラ表面に転写紙が張り付いて巻付いた場合にはヒートローラ表面と転写紙の放射率差によって転写紙の巻付きを検知できるようになっているので、通常の画像形成装置稼動時にヒートローラの温度を制御する非接触型の温度センサの検知温度変化によって、紙詰りの存在を正確に検知できるという効果がある。また、転写紙が確実に温度センサの検知範囲に案内されるため紙詰りを容易に検知することができると共に、異常画像や転写紙の発火等を未然に防止し、より安全性を向上させることができるという効果がある。また、前記温度センサとヒートローラの径方向に形成された空間には転写紙の搬送を案内するための円弧状のガイド板がヒートローラ表面に沿って設けられ、このガイド板には前記温度センサがヒートローラ表面の温度を検知可能なように測定孔が設けられているので、ヒートローラに巻付いた転写紙が定着ユニット内の予期せぬスペースへ入り込むことを防止し、残紙検知として配置している非接触型の温度センサの検知範囲内に確実に案内することができ、残紙検知の発見率をより向上できるという効果がある。さらに、前記ガイド板の温度センサがヒートローラ表面を検知する範囲よりヒートローラ回転方向上流側に第1の分離爪がヒートローラに当接して設けられていると共に、同下流側に第2の分離爪がヒートローラに当接して設けられているので、非接触型の温度センサの検知範囲内で転写紙の巻付きをせき止められる可能性が高くなると共に、紙詰りの検知精度を向上させることができるという効果がある。
【0020】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱定着装置を備えた画像形成装置であるので、前記熱定着装置で期待される作用効果を画像形成装置でも同様に期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施形態を示す斜視図である。
【図2】 同要部の概略縦断面である。
【図3】 同機能手順を示すフローチャートである。
【図4】 紙詰りを示す説明図である。
【図5】 この発明の第2実施形態を示す概略縦断面である。
【図6】 ガイド板を示す拡大斜視図である。
【図7】 ベタ部を示す転写紙の平面図である。
【図8】 この発明の第3実施形態を示す概略縦断面である。
【図9】 従来の接触型の温度センサを用いた熱定着装置の一例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
1 熱定着装置
2 ヒートローラ
3 加圧ローラ
5 側板
6 加圧軸受
7 圧縮ばね
8 軸受
9 ハロゲンヒータ
10,25 分離爪
12 引張りスプリング
14 支持軸
15 フレーム部
16,26 温度センサ
23 ガイド板
24 測定孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat fixing device in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and an image forming apparatus including the device .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the case of an image forming apparatus such as a copying machine, a developed image (visible image) obtained by developing an electrostatic latent image formed on a photosensitive member with a developing device is transferred onto a transfer paper, Copying is performed by fixing the unfixed toner image transferred to the transfer paper by a thermal fixing device. FIG. 9 shows a conventional heat fixing device. The
[0003]
A plurality of separation claws 10 for preventing the transfer paper from being wound around the peripheral surface of the heat roller 2 are disposed at positions facing the peripheral surface of the heat roller 2. The separation claw 10 is rotatable about a
[0004]
In addition to the configuration of the thermal fixing device described above, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-198216, a temperature sensor is heated from the back side of the paper on the paper discharge side with respect to the nip portion of the heat roller and the pressure roller. It is arranged to detect the surface temperature of the roller, this temperature sensor detects the surface temperature of the heat roller when the paper is not in the measurement area, and the temperature of the back side of the paper when the paper is in the measurement area It has been proposed to detect the occurrence of a paper jam by detecting the passage time of the measurement area of the paper based on the temperature difference between the detection temperatures.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional thermal fixing apparatus described above has the following problems. That is, since the
[0006]
Further, as shown in FIG. 7 , in the case of an image (solid portion) in which toner is distributed at a high density at the leading end portion of the transfer paper P and the thin transfer paper P, the toner and the heat roller 2 It has been confirmed that the transfer paper P is easily wound around the heat roller 2 due to the viscosity of the toner. For this reason, there is a measure to prevent winding of the transfer paper by providing a so-called “non-image area” that does not adhere toner with a width of several millimeters at the leading edge of the image. When the release performance of the coat layer is lowered, there is a possibility that winding around the heat roller 2 is extremely likely to occur. At the same time, since the “separation performance” of the tip of the separation claw 10 also deteriorates due to wear, toner adhesion, etc., the transfer paper P slips between the separation claw 10 and the heat roller 2, so The transfer paper may be completely wound (see FIG. 9 ).
[0007]
As described above, when the transfer paper P is wound around the heat roller 2, the transfer paper P is completely left inside the
[0008]
Accordingly, the object of the present invention is to eliminate the problems of the conventional heat fixing device as described above, and to eliminate the need for a contact-type temperature sensor, which is simple in structure and inexpensive, and that there is a paper jam. An object of the present invention is to provide a thermal fixing device that can accurately detect and prevent abnormal images and firing of transfer paper and the like, and can improve safety, and an image forming apparatus including the thermal fixing device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the thermal fixing apparatus according to the first aspect.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, parts that are the same as those in the conventional example are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted, and different parts are mainly explained. The present invention is characterized in that not only the surface temperature of the heat roller is detected by a non-contact type temperature sensor, but also the presence or absence of the transfer paper wound around the surface of the heat roller is detected by the difference in emissivity of the object to be measured. .
[0013]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a heat fixing apparatus which is a subject of the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the
[0014]
In the fixing step, the transfer paper on which a visible image is formed is conveyed from the
[0015]
Here, there are various types of non-contact
[0016]
Here, when the transfer paper P is continuously used with the transfer paper P wound around the surface of the heat roller 2, the worst case is to generate an abnormal image such as a fixing failure or an offset image as described above. The temperature of the roller 2 cannot be accurately measured and is controlled at a high temperature with respect to the set temperature, causing the release layer on the surface of the heat roller 2 to be damaged, welding of other components, or the rolled transfer paper P Since there is a risk of ignition, it is necessary to remove the recording sheet P that is securely wound. Further, even if the image forming apparatus main body is turned off without removing the transfer paper P when an abnormality occurs, the abnormality information is stored in the storage device of the image forming apparatus main body, and is recorded and held even when the power is turned on again. When the winding of the paper P is not reliably removed, the image forming apparatus may not be used.
[0017]
Here, when the heat roller 2 and the separation claw 10 are worn with time as described above, the transfer paper P that has passed through the separation claw 10 enters the unexpected space of the
[0018]
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 8 , a separation claw 25 ( second separation claw) separate from the separation claw 10 (first separation claw) is provided at the downstream end position of the
[0019]
【The invention's effect】
The invention has been described above, a first aspect of the present invention, a heat roller having a heater therein, and a pressure roller, a non-contact type for measuring the temperature in a non-contact of the heat roller surface temperature In the thermal fixing device of the image forming apparatus provided with the sensor, the temperature sensor is disposed at a position facing the surface of the heat roller, detects the temperature of the surface of the heat roller when the image forming apparatus is in operation, and the heater according to the result When the transfer paper sticks around the surface of the heat roller, it can be detected by the difference in emissivity between the heat roller surface and the transfer paper. There is an effect that the presence of a paper jam can be accurately detected by a detected temperature change of a non-contact type temperature sensor that controls the temperature of the heat roller during operation of the image forming apparatus. In addition, because the transfer paper is reliably guided to the detection range of the temperature sensor, paper jams can be easily detected, and abnormal images and firing of the transfer paper can be prevented and safety can be improved. There is an effect that can be. In addition, an arcuate guide plate for guiding the transfer paper is provided along the surface of the heat roller in a space formed in the radial direction of the temperature sensor and the heat roller. Has a measurement hole so that the temperature of the surface of the heat roller can be detected, preventing the transfer paper wrapped around the heat roller from entering the unexpected space in the fixing unit and arranging it as a residual paper detection Thus, there is an effect that the guide can be surely guided within the detection range of the non-contact type temperature sensor, and the detection rate of the remaining sheet detection can be further improved. Furthermore, a first separation claw is provided in contact with the heat roller on the upstream side in the heat roller rotation direction from the range in which the temperature sensor of the guide plate detects the heat roller surface, and the second separation on the downstream side. Since the nail is provided in contact with the heat roller, there is a high possibility that the transfer paper will be blocked within the detection range of the non-contact type temperature sensor, and the detection accuracy of the paper jam may be improved. There is an effect that can be done.
[0020]
Since the invention described in claim 2 is an image forming apparatus provided with the heat fixing device described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal section of the main part.
FIG. 3 is a flowchart showing the functional procedure.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a paper jam.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a guide plate.
FIG. 7 is a plan view of a transfer sheet showing a solid portion .
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a thermal fixing apparatus using a conventional contact type temperature sensor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10, 25 Separating nails
12 Tension spring
14 Support shaft
15 Frame part
16, 26 Temperature sensor
23 Guide plate
24 Measuring hole
Claims (2)
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