JP2012220758A - 像加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】片寄せ通紙を検知した場合、スループットダウンにより給紙間隔を広げることで、加圧ローラの非通紙域の熱を放熱して、熱膨張による外径差を解消させる構成において、搬送方向長が長い記録材を片寄せされた状態で連続通紙した場合、非通過域の加圧ローラの膨張によって生じる定着フィルムの捻じれが大きくなる。従って、捻じれを解消するために、加圧ローラの通紙域と非通紙域の温度差による外径差が小さくなるまで紙間を十分に広げて大幅なスループットダウンをする必要があるという問題がある。
【解決手段】片寄せを検知した場合、記録材の搬送方向の長さ・記録材の厚み・記録材の幅を測定して、定着離間を行うタイミングを変更するので、記録材の性質に応じて最適なタイミングで定着離間を行うことができる。従って、片寄せ時の定着フィルムの破損を防止し、生産性を向上することが可能となった。
【選択図】図12
【解決手段】片寄せを検知した場合、記録材の搬送方向の長さ・記録材の厚み・記録材の幅を測定して、定着離間を行うタイミングを変更するので、記録材の性質に応じて最適なタイミングで定着離間を行うことができる。従って、片寄せ時の定着フィルムの破損を防止し、生産性を向上することが可能となった。
【選択図】図12
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などの適宜の画像形成プロセスにより記録材に画像形成を行う画像形成装置に搭載される画像定着装置として用いて好適な像加熱装置に関する。また、その像加熱装置を画像定着手段として搭載した画像形成装置に関する。
像加熱装置は、記録材上の未定着画像を加熱加圧して固着画像として定着或いは仮定着する定着装置、記録材に定着された画像を加熱加圧することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置(画像改質装置)を挙げることが出来る。画像形成装置としては、記録材上に画像を形成する複写機、プリンタ(例えばレーザプリンタ、LEDプリンタ)、ファクシミリ、それらの複合機能機などが挙げられる。
従来、例えば電子写真方式を採用する画像形成装置に具備される像加熱装置としての加圧回転体駆動式のフィルム(ベルト)加熱定着装置がある。この装置において、記録材が片側に寄せられた状態で通紙されると、可撓性を有する筒状の加熱回転体としての定着フィルムが損傷してしまう場合がある。これは次のような事象による。
この装置では、加圧回転体としての加圧ローラは通紙時において、定着フィルム加熱ヒーターからの熱を受けて膨張をしている。片寄せ通紙時の非通紙域では、熱が記録材によって奪われることがない為、通紙域よりも高温になる。従って、加圧ローラには、通紙域と非通紙域とでは温度差が生じて熱膨張による外径差が発生する。
定着フィルムは、加圧ローラにより加圧されており、加圧ローラが回転駆動されることにより摩擦力で従動回転する。そのため、加圧ローラの外径差によって、定着フィルムの送り速度に差が生じ、定着フィルムの捩れが発生する。定着フィルムの捩れ量が一定値を超えると、定着フィルムが損傷してしまう。
本出願人はこの対策として特許文献1のように、定着フィルムの捩れを緩和するために、片寄せ通紙を検知した場合、スループットダウンにより給紙間隔を広げることで、加圧ローラの非通紙域の熱を放熱して、熱膨張による外径差を解消させる構成を提案している。
上記の従来技術(先行技術)を更に発展させたものである。その目的とするところは、加圧回転体駆動式、フィルム加熱方式の像加熱装置について、大幅なスループットダウンをすること無しに、片寄せ通紙により発生するフィルムの捩れを解消することで、フィルムの破損を防ぎ、かつ生産性を向上することにある。
上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、可撓性を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内側に配置されていて加熱回転体の内面と摺動する摺動部材と、前記加熱回転体の外側に配置されていて前記摺動部材と加熱回転体を挟んで互いに圧接して加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、を有し、前記ニップ部が形成されていて前記加熱回転体が前記加圧回転体の駆動に伴い従動回転し、かつ前記加熱手段により加熱された状態において、前記ニップ部に中央基準で通紙される像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧する像加熱装置であって、前記摺動部材と前記加圧回転体とを前記加熱回転体を挟んで加圧当接させる、及び、加圧当接を解除する加圧・加圧解除手段と、前記記録材の最大通紙幅に対して最大通紙幅より小さい幅の記録材が前記ニップ部に通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して前記小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せされて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段と、前記片寄せ通紙検知手段が記録材の片寄せ通紙を検知した場合には、前記加圧当接を解除するように前記加圧・加圧解除手段を制御するタイミングを決定する制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、加圧回転体駆動式、フィルム加熱方式の像加熱装置について、大幅なスループットダウンをすること無しに、片寄せ通紙により発生するフィルム(可撓性を有する筒状の加熱回転体)の捩れを解消する。これにより、フィルムの破損を防ぎ、かつ生産性を向上することが可能となった。
[実施例1]
(1)画像形成装置例の全体的な説明
図1は本発明に従う像加熱装置を画像定着装置25として搭載した画像形成装置100の一例の概略構成模式図である。
(1)画像形成装置例の全体的な説明
図1は本発明に従う像加熱装置を画像定着装置25として搭載した画像形成装置100の一例の概略構成模式図である。
この装置100は、インライン中間転写方式、つまり、それぞれ像担持体1を備えた、複数の画像形成部(画像形成ステーション)UY、UM、UC、UKにて異なる色のトナー像を形成して合成画像を得るタンデム式の電子写真フルカラーレーザプリンタである。外部装置(ホスト装置)200からコントローラ部101に入力する画像入力データ(画像情報:電気的な画像信号)に基づいて記録材(用紙)Pにカラートナー画像の形成を行う。外部装置200は、ホストコンピュータ、イメージリーダー、ファクシミリ装置等である。記録材Pは装置100によって画像が形成可能なシート状物である。
コントローラ部101は外部装置200や操作部102との間で各種の電気的情報の授受を行う。かつ、装置100の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。従って、以下に説明する画像形成動作はエンジン制御部103(図2)を含むコントローラ部101によって制御される。操作部102には使用者が所望の画像形成実行条件等をコントローラ部101に入力したり、設定したりすることができる各種の操作キーや表示器等が配設されている。
装置100の内部には、図1において左から右に順に並列配設(タンデム配設)した複数色の画像形成部Uを有する。本実施例においては、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色トナー像を形成するための第1から第4の4つの画像形成部UY、UM、UC、UKが配設されている。
各画像形成部Uはそれぞれの現像装置4に収容した現像剤のトナーの色が互いに異なるだけで何れも同様の構成を有するレーザ走査露光方式の電子写真画像形成機構である。各画像形成部Uは、それぞれ、第1の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)1を有する。ドラム1は、駆動手段(不図示)によって矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
また、各ドラム1の周囲には、ドラム1に作用する電子写真プロセス機器が配設されている。本例では、帯電ローラ2、現像装置4、一次転写部材5、ドラムクリーナ6が配設されている。各画像形成部Uの上方部には像露光手段としてのレーザスキャナ3が配設されている。また、各画像形成部Uの下方部には中間転写ベルトユニット7が配設されている。
帯電ローラ2は電源部(不図示)から所定の帯電バイアスが印加されて、ドラム1の表面を所定の極性、電位に均一に帯電する。スキャナ3は、半導体レーザ、回転多面鏡、fθレンズ、反射鏡などを有する。そして、カラー画像を色分解した光像又はこれに相当する光像に対応する画像情報に基づいてレーザ光LをON/OFF変調しながら、回転するドラム1の帯電処理面をドラム母線方向に主走査露光する。この露光によりドラム1の面に露光パターンに対応した静電潜像(静電像)が形成される。
現像装置4はドラム1に形成された静電潜像をトナー像として可視化する。第1の画像形成部UYの現像装置4に収容されている現像剤のトナーの色はY色、第2の画像形成部UMの現像装置4に収容されている現像剤のトナーの色はM色である。第3の画像形成部UCの現像装置4に収容されている現像剤のトナーの色はC色、第4の画像形成部UKの現像装置4に収容されている現像剤のトナーの色はK色である。
ユニット7は、中間転写体(第2の像担持体)としての無端状で可撓性を有する中間転写ベルト8を有する。ベルト8は、駆動ローラを兼用している二次転写対向ローラ9、テンションローラ10、従動ローラ11、の並行3本のローラを支持部材(ベルト懸架部材)として、これらのローラ間に張架(懸回張設)されている。
ローラ9は第1の画像形成部UYの側に位置し、ローラ10は第4の画像形成部UKの側に位置し、ローラ11はローラ9の下側に位置している。ベルト8はローラ9が駆動手段(不図示)によって回転駆動されることで矢印の時計方向にドラム1の回転速度とほぼ同じ速度で回転(循環走行)する。ローラ10と11はローラ9の駆動によるベルト8の回転に従動して回転する。
ベルト8の内側には各画像形成部Uのドラム1にそれぞれ対応する第1から第4の4つの一次転写部材5が配設されている。各一次転写部材5は、ローラ9とローラ10との間のベルト部分の内側に互いに並行に配設されていて、それぞれ、ベルト8を挟んで対応する画像形成部Uのドラム1の下面に当接させてある。各画像形成部Uにおけるドラム1とベルト8との接触部が、それぞれ、ドラム1からベルト8に画像を転写する一次転写ニップ部12である。
ローラ9にはベルト8を挟ませて二次転写ローラ21を当接させてある。ベルト8とローラ21との接触部が二次転写ニップ部22である。ローラ21はベルト8の回転に従動して回転する。
以上説明した装置機構部が、記録材搬送経路を搬送される記録材Pに対して画像(未定着像)を形成する画像形成手段である。フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。外部装置200からコントローラ部101にフルカラー画像情報信号が入力する。コントローラ部101は第1から第4の画像形成部UY、UM、UC、UKにおいて各ドラム1を回転駆動すると共に画像形成シーケンスの所定の制御タイミングで画像形成動作を開始する。また、ユニット7のローラ9を駆動する。これによりベルト8が回転する。
第1の画像形成部UYにおいては、ドラム1面にフルカラー原画像の色分解成分像の内のY色成分像に対応したY色トナー像が形成される。第2の画像形成部UMにおいては、ドラム1面にM色成分像に対応のM色トナー像が、第3の画像形成部UCにおいては、ドラム1面にC色成分像に対応のC色トナー像が、それぞれ、所定の制御タイミングで形成される。また、第4の画像形成部UKにおいては、ドラム1面にK色成分像に対応のK色トナー像が所定の制御タイミングで形成される。
そして、第1の画像形成部UYにおけるニップ部12で、ドラム1に形成されるY色トナー像が回動しているベルト8上に一次転写されていく。次いで、第2の画像形成部UMにおけるニップ部12で、ドラム1に形成されるM色トナー像がベルト8上の上記Y色トナー像に重ねられて一次転写される。更に、同様にして、第3の画像形成部UCと第4の画像形成部UKにおける各ニップ部12で、ベルト8上にC色トナー像とK色トナー像が順次に一次転写される。
上記の一次転写は部材5に対して電源部(不図示)からトナーの帯電極性とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加されることにより静電的になされる。このようにして、ベルト8上にY色+M色+C色+K色の都合4色の色トナー像が順次に所定に重ね合わされて重畳(多重)転写されて、フルカラーの未定着トナー像(多重(多色)トナー像)が合成形成される。
ベルト8上に合成形成された未定着トナー像は、ベルト8の引き続く回転により搬送されて二次転写ニップ部22に至る。各画像形成部Uにおいてベルト8に対してトナー像を一次転写した後のドラム1の面はドラムクリーナ6により転写残トナー等が除去されて清掃され、繰り返して画像形成に供される。
一方、コントローラ部101はユニット7の下側に配設されている給紙部13の給紙カセット14に積載して収容されている記録材Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ15を回転駆動する。これにより、カセット14に積載されている記録材Pの最上位の記録材Pに送りがかかり、搬送ローラ16とリタードローラ17とのニップ部に導入される。最上位の記録材Pよりも下位の記録材Pはリタードローラ17で重送が阻止される。これにより、最上位の記録材Pが一枚分離されて二次転写ニップ部22へ至る記録材搬送路(通紙経路)18に送り出される。
搬送路18に送り出された記録材Pはレジストセンサ19をONし、その時点では回転停止状態に制御されているレジストローラ対20のニップ部に先端部が突き当たって受け止められる。そして、所定の制御タイミング(レジストタイミング)でローラ対20の駆動が開始される。これにより、記録材Pがローラ対20から送り出されてニップ部22に導入される。
ローラ対20はニップ部22に導入する記録材Pの斜行を矯正する役目をすると共に、ベルト8に対するトナー像の形成と記録材Pの搬送とを同期させる役目をする。即ち、ローラ対20はローラ16により搬送された記録材Pの先端位置を一旦規制して斜行を矯正する。そして、ベルト8上に形成されたフルカラーの未定着トナー像の画像先端がニップ部22に到達するタイミングで、記録材Pのプリント開始位置がニップ部22に丁度到達するように、記録材Pの先端規制を解除して記録材Pの搬送を再開させる。
ニップ部22に到達した記録材Pはこのニップ部22で挟持搬送されていく。記録材Pがニップ部22を通過していく間、ローラ21には電源部(不図示)からトナーの帯電極性とは逆極性の所定の二次転写バイアスが印加される。これによりベルト8側のフルカラーの未定着トナー像(複数色のトナー像)が記録材Pの面に一括して順次に静電的に二次転写される。
ニップ部22を出た記録材Pはベルト8から分離されて、記録材搬送路23により定着装置25に導入される。また、記録材Pが分離された後のベルト8上の二次転写残トナーは本実施例においては残トナー帯電ローラ24により所定の極性に帯電されて引き続きベルト8で搬送される。そして、主として第1の画像形成部UYのニップ部12においてドラム1に対して逆転写され、次いでドラムクリーナ6によりドラム面から除去される。
定着装置25に導入された記録材Pは定着ニップ部で挟持搬送される。これにより、記録材上の未定着トナー像が加熱加圧されて固着画像として定着される。定着装置25を出た記録材Pは排出ローラ対27に至る記録材搬送路26を通って装置上部に配設されている排出トレイ28に対してローラ対27により排出される。搬送路26には記録材搬送方向に順に、紙幅センサ70と、定着排紙センサ29が配設されている。
図2は、装置100のシステム構成を説明するためのブロック図である。コントローラ部101は、外部装置であるホストコンピュータ200、エンジン制御部(制御手段)103と相互に通信が可能となっている。コントローラ部101は、ホストコンピュータ200から画像情報と印字命令を受け取る。受け取った画像情報を解析してビットデータに変換する。そして、ビデオインターフェイス部104を介して用紙毎(記録材毎)に印字予約コマンド、印字開始コマンド、および、ビデオ信号をエンジン制御部103に送出する。
コントローラ部101は、制御部103へ、ホストコンピュータ200からの印字命令に従って印字予約コマンドを送信し、印字可能な状態となったタイミングで、制御部103へ印字開始コマンドを送信する。制御部103は、印字指示を受信すると、コントローラ部101に、ビデオ信号の出力の基準タイミングとなる/TOP信号を出力し、印字動作を開始する。印字動作を開始した制御部103は、CPU111、画像処理部112、定着制御部113、用紙搬送部114、給紙制御部115を制御して印字動作に必要な画像形成動作を実行する。
(2)定着装置25
以下の説明において、装置25に関して、正面とは装置25を記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の面(記録材出口側)、左右とは装置25を正面から見て左と右である。上下とは図3〜図10の図面上において上または下である。装置25または装置を構成している部材に関して、幅方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。短手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に並行な方向である。
以下の説明において、装置25に関して、正面とは装置25を記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の面(記録材出口側)、左右とは装置25を正面から見て左と右である。上下とは図3〜図10の図面上において上または下である。装置25または装置を構成している部材に関して、幅方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。短手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に並行な方向である。
上流側と下流側は記録材搬送方向において上流側と下流側である。記録材Pに関して幅もしくは通紙幅とは記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の寸法である。最大通紙幅とは装置に通紙可能な最大幅の記録材の通紙幅である。
装置100や装置25に対する記録材Pの通紙はいわゆる中央基準(中央基準搬送)でなされる。すなわち、装置に通紙可能な記録材であって、大小どのような幅を有する記録材であっても、記録材の幅方向の中心線を通紙中心としてその通紙中心が記録材の最大通紙幅の通紙中心に対してほぼ一致した状態で搬送される記録材通紙構成である。つまり、記録材搬送基準位置が記録材幅方向で記録材の中央部に位置している記録材通紙構成であり、記録材を、その幅方向中央を通紙位置基準に合わせて搬送する構成である。
本実施例において、装置25は、加圧回転体駆動式、フィルム(ベルト)加熱方式の像加熱装置である。図3は装置25の正面図、図4は装置25の縦断正面図、図5は図3における(5)−(5)線に沿う拡大横断右面図である。30は装置枠体(装置フレーム、シャーシー)である。この枠体30の左右の側板31L・31R間にフィルムユニット40が配置されている。ユニット40の下側には側板31L・31R間に左右両端部を回転可能に軸受け保持させて加圧回転体(回転可能な加圧部材)としての弾性加圧ローラ50が配設されている。32は装置天板である。
1)ユニット40
ユニット40は、可撓性を有する筒状(エンドレスベルト状)の加熱回転体としての左右方向に長い耐熱性の定着フィルム41を有する。また、このフィルム41の内側に配置された、フィルム41の内面と摺動する摺動部材(バックアップ部材)としての左右方向に長いフィルムガイド43を有する。
ユニット40は、可撓性を有する筒状(エンドレスベルト状)の加熱回転体としての左右方向に長い耐熱性の定着フィルム41を有する。また、このフィルム41の内側に配置された、フィルム41の内面と摺動する摺動部材(バックアップ部材)としての左右方向に長いフィルムガイド43を有する。
ガイド43は、液晶ポリマー、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂により形成された、横断面がほぼ半円弧樋状部材である。本実施例においては液晶ポリマーを用いている。また、本実施例においては、フィルム41を加熱する加熱手段(加熱部材: 加熱体)として、左右方向に長いセラミックヒーター42をガイド43の下面側に長手に沿って取り付けてある。従ってガイド43はヒーターホルダー(ヒーター支持部材)を兼用している。また、ヒーター42はフィルム41の内面と摺動する摺動部材(バックアップ部材)でもある。
ガイド43の内側に左右方向に長い加圧スティ(Tスティ)44が配設されている。スティ44は後述するように左右のフランジ部材45L・45Rを介して受けた加圧力をガイド43の長手方向に対して均一に伝えるため、鉄、ステンレス、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用している。そして、断面形状を下向きのU字型あるいはコ字型にすることで剛性を高めている。本実施例においては、ジンコート鋼板を使用している。ガイド43はスティ44に保持されている。フィルム41はスティ44・ガイド43・ヒーター42のアセンブリに対してルーズに外嵌している。
フィルム41の左右両側の開口部からは、それぞれ、スティ44の延長腕部44aが外方に突出している。その左側の腕部44aと右側の腕部44aとにそれぞれ左側フランジ部材45Lと右側フランジ部材45Rが装着されている。フランジ部材45L・45Rは左右対称構造の耐熱樹脂成型品である。図6の(a)は装置25の左側フランジ部材45L側の分解斜視図、(b)は左側フランジ部材45Lを内側から見た斜視図である。右側フランジ部材45R側も左側フランジ部材45Lと左右対称の同じ構成である。
左右のフランジ部材45L・45Rの内面側にはそれぞれスティ44側の腕部44aと嵌合する穴部45aが設けられている。穴部45aに腕部44aを十分に差し込むことで、スティ44の左右両端部側にそれぞれフランジ部材45Lと45Rが装着される。この状態においてフィルム41は左右のフランジ部材45L・45Rの内面間に位置し、左側フランジ部材45Lの内面によりフィルム41の左側端面が位置規制され、右側フランジ部材45Rの内面によりフィルム41の右側端面が位置規制される。
また、フィルム41の左右両側の開口部からそれぞれガイド43の延長腕部43aが外方に突出している。スティ44の左右両端部側にそれぞれフランジ部材45Lと45Rが装着された状態において、ガイド43の左右の延長腕部43aがそれぞれフランジ部材45Lと45Rの切り欠き穴部45bから外方に突出している。
左右のフランジ部材45L・45Rはそれぞれ縦方向スリット溝部45cがそれぞれ左右の側板31L・31Rの縦ガイドスリット部31aに係合されている。これにより、左右のフランジ部材45L・45Rはそれぞれスリット部31aにガイドされて左右の側板31L・31Rに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。すなわち、フィルムユニット40が左右の側板31L・31Rに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。
フィルム41は、最内側の基層41a、中間の弾性層41bおよび最外側に表層41cの3層構造になっている。全体に薄肉で可撓性を有し、自由状態において自身の弾性によりほぼ円筒形状を保持する。
基層41aは、フィルム41の捩れ強度、平滑性などの機械的特性を担うベース層で、ポリイミド等の樹脂或いは高熱伝導性を有するSUS等の純金属、合金等でできている。弾性層41bは、記録材への追従性を良くするために、シリコーンゴム等によりできている。弾性層41bは、コストなどを考慮し設置されない場合もある。表層41cは、トナーや紙粉などの汚れが付きにくいように、離型性の良いPFAやPTFEにより形成されている。
本実施例のフィルム41は、外径φ18、長さ230mmである。基層41aは厚み55μmのポリイミドに熱伝導率を向上させるために、フィラーとしてカーボンが分散されている。弾性層41bは厚み150μmのシリコーンゴムからなる。表層41cはPFAのコーティング処理を施して15μmの離型層を設けたものを用いた。
ヒーター42は、左右方向に細長いヒーター基板を有する。基板としては、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミックス基板や、ポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板等が用いられる。基板の一面(フィルム41の内面に対向する側の面)には、長手方向に沿って、Ag/Pd(銀パラジウム)等の通電発熱抵抗層がスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工・形成されている。通電発熱抵抗層の保護、及び絶縁の確保を目的として、例えばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層を、通電発熱抵抗層を覆うように基板の一面に設ける。
本実施例におけるヒーター42は、基板の材料としてアルミナを採用し、Ag/Pdの通電発熱抵抗層を設け、ガラスコートによる絶縁保護層を設けたものを用いている。また、基板サイズは、記録材搬送方向の幅が5.83mm、長手方向の長さが270mm、厚さは1mmである。
ヒーター基板の他面側(フィルム41の内面に対向する側の面とは反対側の面)にはサーミスター等の温度検知素子THが当接している。素子THは記録材搬送の中央基準線(仮想線)Oにほぼ対応する位置(大小どの幅の記録材も通紙領域となる範囲の位置)に配設されている。
左右のフランジ部材45L・45Rの穴部45bからそれぞれ外方に突出しているガイド43の延長腕部43aの一方にはヒーターに対する給電用コネクタ46Lが、他方には温調用コネクタ46Rが嵌着されている。
ヒーター42は、給電部(不図示)からコネクタ46Lを介して通電発熱抵抗層に対して電力供給がなされることで通電発熱抵抗層が発熱してヒーター42の有効発熱領域が迅速に昇温する。そのヒーター42の昇温温度が素子THにより検知され、検知温度に関する情報がコネクタ46Rを介して制御部113に入力する。制御部113は素子THから入力する情報が所定の温度(定着温度:像加熱温度)に対応した情報に立ち上がって維持されるように給電部から通電発熱抵抗層に対する電力供給を制御する。
本実施例におけるヒーター42は、基板の材料としてアルミナを採用し、Ag/Pdの通電発熱抵抗層を設け、ガラスコートによる絶縁保護層を設けたものを用いている。また、基板サイズは、記録材搬送方向の幅が5.83mm、長手方向の長さが270mm、厚さは1mmである。
2)加圧ローラ50
加圧ローラ50は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金51と、シリコーンゴム等の材質の弾性層52と、PFA等の材質の離型層53から構成されている。加圧ローラ50の硬度は、定着性を満足する定着ニップ幅と耐久性を満足できるようにアスカーC型硬度計1kgf荷重において、40度から70度が好ましい。
加圧ローラ50は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金51と、シリコーンゴム等の材質の弾性層52と、PFA等の材質の離型層53から構成されている。加圧ローラ50の硬度は、定着性を満足する定着ニップ幅と耐久性を満足できるようにアスカーC型硬度計1kgf荷重において、40度から70度が好ましい。
本実施例においては、φ11のアルミ芯金51に、弾性層52としてシリコーンゴム層を3.5tの厚みで形成し、その上に離型層53として40μmの厚みの導電のPFAチューブ53を被覆してある。硬度は56度であり、外径はφ18であり、弾性層53の長手長さは226mmである。
ローラ50は,芯金51の左右両端部をそれぞれ左右の側板31L・31Rに軸受部材54を介して回転可能に支持されて配設されている。芯金51の左端部にはドライブギアGが固定されている。ローラ50は、定着モータM25が正回転駆動されることによってその正回転駆動力が駆動伝達手段(不図示)を介してギアGに伝達されて、図5において矢印の時計方向(記録材搬送方向)に所定の速度で回転駆動される。
3)加圧・加圧解除機構60(60L・60R)
加圧・加圧解除機構(加圧・加圧解除手段)60は、ユニット40とローラ50とを加圧当接させて記録材を加熱加圧するニップ部Nを形成する(定着当接)、及び、加圧当接を解除(定着離間)する機構である。本実施例においては、機構60を左右の側板31L・31Rのそれぞれの外側に左右対称に2組60L・60R配設してある。図7と図8は左側の機構60Lを示している。右側の機構60Rも左側の機構60Lと左右対称の同じ構成であり、左右の機構60L・60Rが同時に同じ動作(定着当接動作、定着離間動作)をする。図7は定着当接状態時、図8は定着離間状態時を示している。
加圧・加圧解除機構(加圧・加圧解除手段)60は、ユニット40とローラ50とを加圧当接させて記録材を加熱加圧するニップ部Nを形成する(定着当接)、及び、加圧当接を解除(定着離間)する機構である。本実施例においては、機構60を左右の側板31L・31Rのそれぞれの外側に左右対称に2組60L・60R配設してある。図7と図8は左側の機構60Lを示している。右側の機構60Rも左側の機構60Lと左右対称の同じ構成であり、左右の機構60L・60Rが同時に同じ動作(定着当接動作、定着離間動作)をする。図7は定着当接状態時、図8は定着離間状態時を示している。
本実施例における機構60(60L・60R)は、フランジ部材45(45L・45R)の上側にレバー(加圧板金)61を有する。レバー61はその途中部がフランジ部材45の上面の中央部に設けられた凸部45dに対して支軸62を介して連結されている。レバー61は支軸62に対して回動可能である。レバー61の一端部側は側板31(31L・31R)に対して支軸63を介して連結されている。レバー61はこの支軸63を中心に回動可能である。
レバー61の他端部(自由端部)は昇降動用カム64に受け止められている。カム64の軸66は側板31に対して回転可能に軸受支持されている。また、カム64には同軸にスリット付き回転盤65が一体に設けられている。65aがスリット部であり、回転盤65の外周囲のほぼ90°の角度範囲に設けられている。カム64と回転盤65は軸66が回転駆動されることで一体に回転する。
レバー61のフランジ部材45とカム64との間の中間位置にはバネ受座61aを具備させてある。このバネ受座61aとその上側の装置天板張り出し部32aとの間に加圧バネ67が縮設されている。カム64は軸66が回転駆動されることで回転してレバー61を支軸63を中心に上下動させる。本実施例においては、モータM25が反転駆動(逆転駆動)されることにより軸66が一回転駆動される、即ちカム64及び回転盤65が一回するカム駆動機構(不図示)にしている。モータM25の正回転駆動時には軸66には回転力が伝達されない構成である。
カム64は、図7、図9の(a)のように、小隆起部64aでレバー61を受け止めている回転角姿勢をホームポジションとして停止している。機構60はカム64がホームポジションとして停止している状態時が定着当接状態時である。この状態においては、レバー61はバネ64の縮設反力により支軸63を中心に下方に回動している。このレバー61の下方への回動によりフランジ部材45が支軸62・凸部45dを介して側板31L・31Rのスリット部31aに沿って下方に押し下げられている。
フランジ部材45の押し下げによりスティ44が押し下げられる。これにより、ヒーター42とガイド43がフィルム41を介してローラ50に対して弾性層52の弾性に抗して所定の加圧力で加圧される。即ち、フィルム摺動部材であるヒーター42及びガイド43と加圧回転体としてのローラ50が加熱回転体としてのフィルム41を挟んで互いに圧接してフィルム41とローラ50との間に記録材搬送方向aにおいて所定幅のニップ部Nが形成される。ヒーター42はガイド43のニップ部Nに対応する部分にはニップ部長手に沿って配設されている。
従って、装置25は、ヒーター42及びガイド43とローラ50がフィルム41を挟んで互いに圧接してニップ部Nが形成された加圧当接の状態、即ち定着当接状態に保持される。本実施例においては、上記の加圧力は20kgfで、ニップ部Nの幅は7mmである。
エンジン制御部103からの加圧解除信号に基づいてモータM25が逆回転駆動されることにより、軸66が、図7、図9の(a)において、時計方向に一回転駆動される。即ち、カム64及び回転盤65が時計方向に一回転駆動される。そして、カム64の回転によりカム64の小隆起部64aから大隆起部64bに至るカムプロフィル部64cがレバー61の下面に対して持ち上げ上げ方向に作用する。これにより、レバー61が支軸63を中心に加圧バネ67に抗して上方に回動していく。
このレバー61の上方回動に伴ってフランジ部材45が支軸62・凸部45dを介して側板31L・31Rの縦ガイドスリット部31aに沿って上方に持ち上げ移動される。これに伴い、スティ44・ガイド43・ヒーター42も持ち上げられてローラ50に対する加圧力が減少していく。
そして、カム64が図7、図9の(a)のホームポジションから図8、図9の(b)のようにほぼ270°回転すると、カム64の大隆起部65aがレバー61に対応位置してレバー61が最大に持ち上げられる。この状態時においては、ヒーター42及びガイド43がローラ50から充分に離れてフィルム41の挟み込みが解かれた加圧解除の状態になる。即ち、装置25はヒーター42及びガイド43とローラ50がフィルム41を挟んで互いに圧接してニップ部Nが形成した加圧当接が解除された定着離間状態になる。
それから更にカム64か回動することでカム64の小隆起部65aがレバー61に対応位置していく。これにより、レバー61が支軸63を中心にバネ64のバネ力により下方に回動していく。このレバー61の下方回動に伴ってフランジ部材45が支軸62・凸部45dを介して側板31L・31Rのスリット部31aに沿って下方に下げ移動される。これに伴い、スティ44・ガイド43・ヒーター42も下げ移動してローラ50に対する加圧力が増加していく。
そして、カム64が一回転を終了して図7、図9の(a)のホームポジションに戻ることで、機構60ははじめの定着当接状態に戻る。即ち装置25は、ヒーター42及びガイド43とローラ50がフィルム41を挟んで互いに圧接してニップ部Nが形成された加圧当接の状態に戻る。
67は定着圧解除センサであり、側板31に位置決め固定されて配設されている。このセンサ67はカム64と一体に回転する回転盤65のスリット部65aを検知するためのフォトインタラプタである。カム64と一体に回転する回転盤65の一回転過程においてセンサ67に対してスリット部65aが対応位置しているときにはセンサ67は光源から受光部への光透過を検知している。センサ67に対してスリット部65a以外の回転盤外周部が対応位置しているときにはセンサ67は光源から受光部への遮光を検知している。
そして、エンジン制御部103は、カム64と一体に回転する回転盤65の一回転過程において、センサ67が透過を検知している場合は定着離間と判断し、センサ67が遮光を検知している場合は定着当接と判断する。カム64と回転盤65が一回転駆動され、その一回転過程で機構60が定着当接から定着離間を経て定着当接に戻る動作をする。
なお、ジャム処理時の動作については、定着部で滞留が発生した場合には、定着部で紙が滞留していることをユーザに報知し、ユーザに対して後ろドアをオープンして滞留した紙を取り除き、後ろドアをクローズするよう促す。センサによって、定着部で滞留した紙が取り除かれたことを検知したら、定着当接を行う。
4)定着動作
装置25は、機構60の定着当接動作(図7)によりフィルム41とローラ50との間に定着ニップ部Nが形成されている定着当接状態(図5)において、モータM25の正回転駆動によりローラ50の回転がなされる。
装置25は、機構60の定着当接動作(図7)によりフィルム41とローラ50との間に定着ニップ部Nが形成されている定着当接状態(図5)において、モータM25の正回転駆動によりローラ50の回転がなされる。
このローラ50の回転によりニップ部Nにおけるローラ50の表面とフィルム41の表面との摩擦力でフィルム41に回転力が作用する。フィルム41はその内面がニップ部Nにおいて摺動部材であるヒーター42とガイド43の一部に密着して摺動しながらスティ44・ガイド43・ヒーター42のアセンブリの外回りをローラ50の回転速度とほぼ同じ速度で従動回転する。このフィルム41の従動回転に伴う左右方向への寄り移動は左右のフランジ部材45L・45Rの内面で規制される。
また、ヒーター42に対して電力供給がなされてヒーターが所定の温度に立ち上げられて温調され、このヒーター42の熱によりニップ部Nにおいてフィルム41が加熱される。
上記の状態において、ニップ部Nに未定着のトナー像tを担持した記録材Pがトナー像担持面側をフィルム41側にして導入される。記録材Pはニップ部Nにおいてフィルム41の外面に密着し、フィルム41と一緒にニップ部Nを挟持搬送されていく。これにより、記録材Pにフィルム41の熱が付与され、またニップ部Nの加圧力を受けてトナー像tが記録材Pの面に固着画像として加熱加圧定着される。ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム41の面からフィルム41がニップ部Nの出口部分において変形することにより自己分離して装置25の外に出る。
装置25を出た記録材Pは、左右の紙幅センサ70(70L・70R)によって紙幅を検知され、定着排紙センサ29をONした後、排出ローラ対27により搬送されて装置本体の上部に設けられた排出トレイ28上に排出される。
ここで、図3、図4において、Aは装置25に対する最大通紙幅である。本実施例において、最大通紙幅Aは幅220mmである。Bは最大通紙幅Aよりも幅が小さい記録材の通紙幅である。Oは記録材通紙の中央基準線(仮想線)である。Cは最大通紙幅Aよりも幅が小さい記録材が通紙されたときに生じる非通紙領域幅である。
記録材通紙が中央基準搬送であるので、最大通紙幅Aよりも幅が小さい記録材が通紙されたときの非通紙領域幅Cは小さい記録材の通紙領域の左右両側に生じる。その幅はそれぞれ(A−B)/2である。ヒーター42の有効発熱領域幅は最大通紙幅Aと同じかそれよりも少し大きい設定である。
5)記録材Pの片寄せ通紙の検知、およびその検知に基づく装置25の制御
装置25は通紙された記録材が片寄せられて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段70(70L・70R)を有する。この手段は記録材の最大通紙幅Aに対して最大通紙幅より小さい幅Bの記録材がニップ部Nに通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せられて通紙されたことを検知する手段である。
装置25は通紙された記録材が片寄せられて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段70(70L・70R)を有する。この手段は記録材の最大通紙幅Aに対して最大通紙幅より小さい幅Bの記録材がニップ部Nに通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せられて通紙されたことを検知する手段である。
本実施例においては、最大通紙幅Aの記録材を通常サイズ記録材P1、最大通紙幅Aよりも幅が小さい記録材を幅狭サイズ記録材P2と記す。本実施例においては、片寄せ通紙検知手段として、装置25に通紙された記録材の通紙位置を検知するために、記録材搬送路には通紙された記録材を検知する紙幅センサ70を有する。紙幅センサ70は、記録材搬送路上、記録材幅方向両側にそれぞれ設置されている。
本実施例では、図5、図10のように、左側紙幅センサ70Lと右側紙幅センサ70Rの2つが設置されている。このセンサ70Lと70Rは、装置25の記録材搬送方向の下流側(装置25の記録材出口側)であって、記録材幅方向において記録材通紙の中央基準Oから左右両側にそれぞれL1=94mmの位置に設置されている。即ち、左右のセンサ70L・70Rはそれぞれ通常サイズ記録材P1の通紙領域の幅方向両側の境界線近傍で通紙領域の内側に配置されている。
本実施例においては、紙幅センサ70として、図5のように、ホトカプラー70aとセンサレバー70bを用いている。レバー70bは支軸70cを中心に揺動自由であり、自由状態においては先端部70b−1が記録材搬送路に突き出ている。この状態においては、レバー70bの他端部70b−2がホトカプラー70aの光路を遮断しており、ホトカプラー61がOFF状態に保持される。即ち、紙幅センサ70がOFF状態に保持される。
また、記録材搬送路を搬送される記録材がレバー70bに接触すると、レバー70bは記録材に押されて支軸70cを中心に倒れ回動する。これによりレバー70bの他端部70b−2がホトカプラー70aの光路から逃げてホトカプラー61がON状態になる。即ち、センサ70がON状態になる。センサ70のON状態は記録材がレバー70bの位置を通過し終わるまで保持され、記録材がレバー70bの位置を通過し終わるとレバー70bが元の姿勢に戻り回動してセンサ70はOFF状態に戻る。
センサ70L・70Rの上記のON・OFF信号がエンジン制御部103に入力する。エンジン制御部103はセンサ70L・70RからのON・OFF信号の組み合わせによって装置25に導入された記録材Pの通紙位置を表1のように判断(検知)する。
即ち、エンジン制御部103は給紙部13からの記録材の給紙スタート時点から、記録材がセンサ70L・70Rに到達する所定のタイマー時間が経過したら、センサ70L・70Rからの入力信号状態をチェックする。左右のセンサ70L・70Rの両方がONである場合には、エンジン制御部103は通紙された記録材は通常サイズ記録材P1で、通紙位置が中央(非片寄せ通紙)であると判断する(図10の(a)の通常サイズ記録材P1の場合)。
左右のセンサ70L・70Rの両方がOFFである場合には、エンジン制御部103は通紙された記録材は幅狭サイズ記録材P2で、通紙位置が中央であると判断する(図10の(b)の幅狭サイズ記録材P2の場合)。
左側のセンサ70LがONで、右側のセンサ70RがOFFである場合には、エンジン制御部103は通紙された記録材は幅狭サイズ記録材P2で、通紙位置が図10の(c)のように左片寄せであると判断する。
左側のセンサ70RがOFFで、右側のセンサ70RがONである場合には、エンジン制御部103は通紙された記録材は幅狭サイズ記録材P2で、通紙位置が図10の(d)のように右片寄せであると判断する。
即ち、本実施例において、片寄せ通紙検知手段70は、記録材の通紙経路の幅方向両端部に設置された記録材の有無を検知するセンサ70L・70Rである。エンジン制御部103はそのセンサ70L・70Rのどちらか一方のみが記録材の有りを検知したときに、片寄せ通紙と検知する。
ここで、カセット給紙においてユーザが可動サイドガイドを当該用紙サイズに合わせていない場合、カセット内で当該用紙が右ないし左に寄せられた状態でプリントが実行されることがある。その場合、図10の(c)や(d)の状態が発生する。カセット給紙以外にもマルチ・パーパス・トレイの構成において、左右の可動サイドガイドを移動していない場合も該当する。
最大通紙幅Aの記録材P1は片寄せ通紙は生じない。最大通紙幅Aは、カセット給紙でもマルチ・パーパス・トレイからの給紙でも中央基準に設置されたサイドガイドの最大幅によって決定されるためである。
片寄せ通紙が検知される図10の(c)、(d)の場合、記録材P2が片側に寄せられた状態で装置25のニップ部Nを通過するとフィルム41が捻じれてしまう。即ち、記録材P2によって熱が奪われる記録材通過部(通紙部)に対して、記録材非通過部(非通紙部)では昇温が発生しローラ50が膨張して、フィルム41の送り速度に差が生じ、フィルム41が捻じれてしまう。この状態で、記録材P2が連続通紙されると、フィルム41が破損してしまうことがある。
そこで、図10の(c)、(d)の状態でプリントした場合に、フィルム41が破損する前にはフィルム41とローラ50を離間(ニップ部Nの加圧解除、定着離間)する。これにより、フィルム41にかかった圧力を解除(フィルム41の挟み込み解除)して捻じれを解消するというものである。
図11は、定着離間タイミング検知を説明する為の図である。グラフは、横軸がプリント実行開始からの時間を示しており、縦軸が通紙された記録材の搬送方向長の累積値を示している。Xは、レジストセンサ19が記録材Pの搬送方向先端によってONとなってから、搬送方向後端によってOFFとなるまでの実長検知結果で、記録材Pの搬送方向長である。Yは、フィルム41の捻じれによる破損を防ぐために、機構60が定着離間動作を実行する基準となる閾値である。
本実施例ではレジストセンサ19を装置25に搬送される記録材の先端の到達と後端の通過を検知する記録材通過検知手段として用いている。エンジン制御部103はこのセンサ19からの記録材先端到達信号と記録材後端通過信号と記録材の搬送速度(プロセススピード)とから搬送された記録材の搬送方向長を確定する。そして、その搬送方向長の累積値に基づいて加圧当接を解除(定着離間)するように機構60を制御するタイミングを決定する。より具体的に説明する。
エンジン制御部103は幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙が検知された場合、プリント可能枚数をNとして、以下の(1)式を満たすNの最大値を求める。
Y>X×N・・・(1)式
Xは搬送方向長に応じて決まる値なので、実長によって通紙出来る枚数Nが変わる。図11の(a)は、搬送方向長の短い記録材を通紙された場合を示している。(1)式より、Yを超えないNの値を求めると、N=5となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が5枚であることを示している。従って、5枚プリントを実行して、5枚目の記録材P2の後端が装置25を抜けた後、機構60の定着離間動作を実行する。
Xは搬送方向長に応じて決まる値なので、実長によって通紙出来る枚数Nが変わる。図11の(a)は、搬送方向長の短い記録材を通紙された場合を示している。(1)式より、Yを超えないNの値を求めると、N=5となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が5枚であることを示している。従って、5枚プリントを実行して、5枚目の記録材P2の後端が装置25を抜けた後、機構60の定着離間動作を実行する。
図11の(b)は、搬送方向長の長い記録材を通紙された場合を示している。(1)式より、Yを超えないNの値を求めると、N=1となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が1枚であることを示している。従って、1枚目のプリントのみ実行して、1枚目の記録材P2の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
本実施例では、レジストセンサ19によって、記録材搬送方向aの実長を検知する場合を示したが、ホストコンピュータ200からコントローラ部101を介してエンジン制御部103に記録材の搬送方向の実長情報を指定しても良い。
図12は、本実施例1におけるプリント制御のフローチャートである。エンジン制御部103は、印字指示を受信したら給送カセット14からピックアップローラ15により記録材Pをピックアップし(S101)、実長検知を開始する(S102)。実長検知は、S102で開始されたら並列で処理が行われる。
まず、記録材Pの先端によって、レジストセンサ19がOFFからONになるまで待つ(S122)。センサ20がONになったら、記録材Pの後端によって、センサ19がONからOFFになるまで待ち(S123)、OFFになる迄の間は、搬送方向長Xをカウントアップする(S124)。センサ20がOFFになったら、搬送方向長Xを確定し(S125)、実長検知を終了する。
エンジン制御部103は、S102で実長検知を開始したら、ページカウント枚数pを1枚分カウントアップする(S103)。定着排紙センサ29に記録材Pの先端が到達したタイミングで、搬送方向上流にある紙幅センサ70L・70Rの検知結果が同じであるかどうかを判断する(S105)。
エンジン制御部103は、紙幅センサ70L・70Rの値が同じ場合、コントローラ部101からのプリント指示がなくなるまでプリントを継続する(S119、S120、S121)。
以下、幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙を検知した場合のプリント処理を示す。エンジン制御部103は、紙幅センサ70L・70Rの値が異なる場合、幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙を確定し(S106)、搬送方向長Xが閾値Y未満であるかどうか判断する(S107)。S107で搬送方向長Xが閾値Y未満である場合、実長が確定しているか判断し(S108)、記録材P2の搬送方向長Xが閾値Y以上である場合、片寄せ通紙によるフィルム41の破損が起こりうるので、定着離間を実行し(S118)、終了する。
S108で実長が確定した場合、記録材P2の搬送方向長Xと閾値Yを元に、(1)式よりプリント可能ページ数Nを算出する(S109)。プリント可能ページ数Nが算出されたら、ページカウントをpとして、(2)式より次のプリントが可能か判断する(S110)。
N≧(p+1)・・・(2)式
S110において、(2)式を満たした場合、プリント指示が有るか判断し(S114)、プリント指示がある場合、給紙タイミングが来たら給送カセットからピックアップローラ15により記録材をピックアップする(S115、S116)。ページカウントpを1枚分カウントアップして(S117)、S110の処理に戻り、(2)式より次のプリントが可能か判断する。
S110において、(2)式を満たした場合、プリント指示が有るか判断し(S114)、プリント指示がある場合、給紙タイミングが来たら給送カセットからピックアップローラ15により記録材をピックアップする(S115、S116)。ページカウントpを1枚分カウントアップして(S117)、S110の処理に戻り、(2)式より次のプリントが可能か判断する。
S110において、(2)式を満たさない場合、定着離間を実行してフィルム41の捩れを解消し(S111)、ページカウントpをクリアして(S112)、定着当接を実行する(S113)。その後、プリント指示がある場合(S114)、給紙タイミングが来たら給送カセットからピックアップローラ31により記録材30をピックアップする(S115、S116)。ページカウントpを1枚分カウントアップして(S117)、S110の処理に戻り、(2)式より次のプリントが可能か判断する。S114において、プリント指示がない場合、プリントを終了する。
上述した通り、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられて通紙されていることを検知した場合、記録材P2の搬送方向の長さに応じて、定着離間を実行するタイミングを決定する。従って、フィルム41の破損を防止し、かつ生産性を向上させることが出来る。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば前記の記録材の搬送方向の実長情報をホストコンピュータ200よりコントローラ部101を介して指定した場合も包含しており、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で、これらを本発明の範囲から除外するものではない。
幅狭サイズ記録材P2が非片寄せ通紙(中央基準)で通紙された場合であっても、非通紙部C・Cの非通紙部昇温現象により、非通紙部C・Cに対応するローラ50の部分が熱膨張により径が大きくなり、フィルム41に捩れが生じる可能性がある。したがって、装置25の加圧当接の解除制御が必要である。また、幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙が、片寄せ通紙検知手段70(70L・70R)で検知されない範囲の状態の場合にもフィルム41に捩れが生じる可能性がある。したがって、装置25の加圧当接の解除制御が必要である。
サポートされている紙サイズの範囲ならば、どんな紙サイズでも印刷可能なユニバーサルモード指定時において給紙カセットの中に左右に設置された片寄せ検知センサの両端間隔に等しい紙サイズ幅の用紙が僅かに片寄せされた状態で入れられていた場合を考える。この場合において、上記のような制御により、給片寄せを検知して画像形成動作を停止させてしまうことで、ユーザの利便性を損なうことを改善することができる。また、片寄せ通紙検知手段70(70L・70R)の故障によって、片寄せが検知されてしまう場合においても本制御が有用であると考える。
[実施例2]
本発明の第2の実施の形態について説明する。実施例1の形態と同じ部分については説明を省略する。本実施例では、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられた状態で装置25に通紙されている際の定着離間のタイミングを、記録材の厚みによって変更する方法について説明する。
本発明の第2の実施の形態について説明する。実施例1の形態と同じ部分については説明を省略する。本実施例では、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられた状態で装置25に通紙されている際の定着離間のタイミングを、記録材の厚みによって変更する方法について説明する。
図13の(a)は、本実施例2における画像形成装置の構成の一部を示す図である。レジストローラ対20よりも記録材搬送方向下流側で二次転写ローラ21よりも記録材搬送方向上流側に、搬送された記録材Pの厚みを検知する記録材厚み検知手段としてのメディアセンサ80が配置されている。センサ80は、レジストローラ対20により記録材Pが搬送されたタイミングで記録材の厚みを検知する。
図13の(b)は、記録材Pの厚みを検知するメディアセンサ80の機構に関する図でる。センサ80には、発光部81と、受光部82及びレンズ83が対向するように配置されている。発光部81は、記録材Pに対して光を照射し、記録材Pを透過した光(透過光)は、レンズ83により集光されて、受光部82に至る。受光部82は、受光した光(透過光)の透過率を測定することで、記録材Pの厚みを検知する。
図14の(a)と(b)は、本実施例2における定着離間タイミング検知を説明する為の図である。基準閾値Yaは、普通紙を通紙した際の機構60の離間動作を実行する基準となる閾値である。また、修正閾値Ybは記録材30の厚みに応じた定着離間動作を実行する基準となる閾値である。
幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙が検知された場合、プリント可能枚数をNとして、以下の(3)を満たすNの最大値を求める。
Yb>X×N・・・(3)式
図14の(a)は、メディアセンサ80の厚み検知結果から、記録材が薄紙であることが判明した場合である。薄紙が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙によって奪われる熱量が同じ搬送方向長の普通紙に比べて少ないので、ローラ50の非通紙部と通紙部の温度差も小さくなり、ローラ50の熱膨張差によるフィルム41の捩れも小さくなる。従って、薄紙の場合、普通紙に比べて片寄せされた状態で通紙することが可能な枚数は多くなる。よって、薄紙を検知した場合、Yb>Yaとなる。
図14の(a)は、メディアセンサ80の厚み検知結果から、記録材が薄紙であることが判明した場合である。薄紙が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙によって奪われる熱量が同じ搬送方向長の普通紙に比べて少ないので、ローラ50の非通紙部と通紙部の温度差も小さくなり、ローラ50の熱膨張差によるフィルム41の捩れも小さくなる。従って、薄紙の場合、普通紙に比べて片寄せされた状態で通紙することが可能な枚数は多くなる。よって、薄紙を検知した場合、Yb>Yaとなる。
修正閾値Ybから、(3)式を満たすプリント可能枚数をNの最大値を求めると、N=7となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が7枚であることを示している。従って、7枚プリントを実行して、7枚目の記録材の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
図14の(b)は、メディアセンサ80の厚み検知結果から、記録材が厚紙であることが判明した場合である。厚紙が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙によって奪われる熱量が同じ搬送方向長の普通紙に比べて多いので、ローラ50の非通紙部と通紙部の温度差も大きくなり、ローラ50の熱膨張差によるフィルム41の捩れも大きくなる。従って、厚紙の場合、普通紙に比べて片寄せされた状態で通紙することが可能な枚数は少なくなる。よって、厚紙を検知した場合、Yb<Yaとなる。
修正閾値Ybから、(3)式を満たすプリント可能枚数をNの最大値を求めると、N=3となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が3枚であることを示している。従って、3枚プリントを実行して、3枚目の記録材の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
図15は、本実施例2における幅狭サイズ記録材P2のプリント制御のフローチャートである。エンジン制御部103は、印字指示を受信したら給送カセット14からピックアップローラ15により記録材Pをピックアップし(T101)、実長検知を開始する(T102)。エンジン制御部103は、T102で実長検知を開始したら、ページカウント枚数pを1枚分カウントアップする(T103)。
メディアセンサ80に記録材が到達したタイミングで、記録材の厚み検知を行う(T104)。T104の厚み検知結果から、厚紙・普通紙・薄紙を判断し、その紙厚に対応した修正閾値Ybを確定する(T105)。以降は、図12で示した実施例1のフローチャートと同様の制御を行う。
上述した通り、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられて通紙されていることを検知した場合、記録材の厚みに応じて、定着離間を実行するタイミングを変更することで、フィルム41の破損を防止し、かつ生産性を向上させることが出来る。
なお、上記実施例では厚み検知結果から厚紙・普通紙・薄紙の判断を行い、その紙厚に応じて修正閾値Ybを確定する例を示したが、メディアセンサ80で検知可能な厚み検知結果の値に応じて、それぞれ修正閾値Ybを持っていても良い。
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば前記の記録材の厚み情報をホストコンピュータ200よりコントローラ部101を介して指定した場合も包含しており、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で、これらを本発明の範囲から除外するものではない。
[実施例3]
本発明の第3の実施の形態について説明する。実施例1及び実施例2の形態と同じ部分については説明を省略する。本実施例では、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられた状態で装置25を通紙した際の定着離間のタイミングを、記録材の幅長によって変更する方法について説明する。
本発明の第3の実施の形態について説明する。実施例1及び実施例2の形態と同じ部分については説明を省略する。本実施例では、幅狭サイズ記録材P2が片側に寄せられた状態で装置25を通紙した際の定着離間のタイミングを、記録材の幅長によって変更する方法について説明する。
図16の(a)と(b)は、本実施例3における機構60の定着離間タイミング検知を説明する為の図である。基準閾値Ycは、普通紙を通紙した際の離間動作を実行する基準となる閾値である。また、修正閾値Ydは記録材30の紙幅に応じた離間動作を実行する基準となる閾値である。
片寄せが検知された場合、プリント可能枚数をNとして、以下の(4)式を満たすNの最大値を求める。
Yd>X×N・・・(4)式
図16の(a)は、幅狭サイズ記録材P2の紙幅が基準より広い場合である。本構成では、紙幅が広い記録材が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙可能な枚数は多くなるので、Yd>Ycとなる。(a)において、修正閾値Ydから(4)式を満たすプリント可能枚数をNの最大値を求めると、N=7となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が7枚であることを示している。従って、7枚プリントを実行して、7枚目の記録材の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
図16の(a)は、幅狭サイズ記録材P2の紙幅が基準より広い場合である。本構成では、紙幅が広い記録材が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙可能な枚数は多くなるので、Yd>Ycとなる。(a)において、修正閾値Ydから(4)式を満たすプリント可能枚数をNの最大値を求めると、N=7となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が7枚であることを示している。従って、7枚プリントを実行して、7枚目の記録材の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
図16の(b)は、幅狭サイズ記録材P2の紙幅が基準より狭い場合である。本構成では、紙幅が狭い記録材が片寄せされた状態で通紙された場合、通紙可能な枚数は少なくなるので、Yd<Ycとなる。(b)において、修正閾値Ydから(4)式を満たすプリント可能枚数をNの最大値を求めると、N=3となる。これは、片寄せ通紙検知時のプリント可能枚数が3枚であることを示している。従って、3枚プリントを実行して、3枚目の記録材の後端が装置25を抜けた後、定着離間を実行する。
図17は、本実施例3における幅狭サイズ記録材P2の片寄せ通紙検知時のプリント制御のフローチャートである。エンジン制御部103は、印字指示を受信したら給送カセット14からピックアップローラ15により記録材Pをピックアップし(U101)、実長検知を開始する(U102)。
エンジン制御部103は、U102で実長検知を開始したら、ページカウント枚数pを1枚分カウントアップする(U103)。記録材幅長検知手段としてのホストコンピュータ200よりコントローラ部101を介して指定された記録材Pの幅長情報を取得する(U104)。U104の記録材30の幅長情報(記録材幅長検知結果)から、幅長に対応した修正閾値Ydを確定する(U105)。以降は、図12で示した実施例1のフローチャートと同様の制御を行う。
上述した通り、記録材が片側に寄せられて通紙されていることを検知した場合、記録材の幅長に応じて、定着離間を実行するタイミングを変更することで、フィルム41の破損を防止し、かつ生産性を向上させることが出来る。
なお、上記実施例では、幅狭サイズ記録材P2の紙幅が基準より広い場合、通紙可能な枚数が多くなり、基準より狭い場合、通紙可能な枚数が少なくなる例を示したが、装置25の構成に応じて通紙可能な枚数の傾向は異なる。本発明は、記録材の紙幅に応じて、異なる修正閾値Ydを有していることを特徴としており、装置25の構成に応じた通紙可能な枚数の傾向の違いを除外するものではない。
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば記録材の搬送路上に搬送方向と直交する長手方向に一列に配置された記録材検知機構(記録材幅長検知手段)を有し、その検知結果から記録材の幅長を決定する場合も包含している。
より具体的には、記録材幅長検知手段は、記録材搬送路に記録材搬送方向と直交する記録材搬送路横断方向に一列に配置された複数個の記録材検知素子の配列である。そして、記録材を検知した記録材検知素子の個数から搬送されている記録材の幅長を検知する。エンジン制御部103は記録材幅長検知結果に基づいて装置25の加圧当接を解除(定着離間)するように機構60を制御するタイミングを決定する。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能で、これらを本発明の範囲から除外するものではない。
[その他の装置構成]
1)本発明に係る像加熱装置は、実施例の画像加熱装置25としての使用に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置(画像改質装置)としても有効に使用することができる。
1)本発明に係る像加熱装置は、実施例の画像加熱装置25としての使用に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置(画像改質装置)としても有効に使用することができる。
2)加熱回転体41を加熱する加熱手段は実施例のヒーター42に限られない。加熱回転体41に通電により発熱する抵抗発熱層を具備させ、その抵抗発熱層に電力供給して加熱回転体41を加熱する加熱手段構成にすることもできる。また、加熱回転体41に電磁誘導発熱する金属層を具備させ、加熱回転体の内側または外側に交番磁界を発生する誘導コイルアセンブリを配設して、加熱回転体41を金属層の誘導発熱により加熱する加熱手段構成にすることもできる。これらの装置構成の場合には摺動部材43にはヒーター42は無く、加熱回転体の内面は摺動部材43と摺動する。
3)加圧回転体50はローラ体に限られない。回転駆動されるエンドレスベルト体にすることもできる。
25・・像加熱装置、41・・加熱回転体、42・・加熱手段、43・・摺動部材、50・・加圧回転体、N・・ニップ部、25・・駆動手段加熱手段、P・・記録材、60・・加圧・加圧解除手段、70・・片寄せ通紙検知手段、103・・制御手段
Claims (7)
- 可撓性を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内側に配置されていて加熱回転体の内面と摺動する摺動部材と、前記加熱回転体の外側に配置されていて前記摺動部材と加熱回転体を挟んで互いに圧接して加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、を有し、前記ニップ部が形成されていて前記加熱回転体が前記加圧回転体の駆動に伴い従動回転し、かつ前記加熱手段により加熱された状態において、前記ニップ部に中央基準で通紙される像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧する像加熱装置であって、
前記摺動部材と前記加圧回転体とを前記加熱回転体を挟んで加圧当接させる、及び、加圧当接を解除する加圧・加圧解除手段と、
前記記録材の最大通紙幅に対して最大通紙幅より小さい幅の記録材が前記ニップ部に通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して前記小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せされて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段と、
前記片寄せ通紙検知手段が記録材の片寄せ通紙を検知した場合には、前記加圧当接を解除するように前記加圧・加圧解除手段を制御するタイミングを決定する制御手段と、
を有することを特徴とする像加熱装置。 - 像加熱装置に搬送される記録材の先端の到達と後端の通過を検知する記録材通過検知手段を有し、前記制御手段は、前記記録材通過検知手段からの記録材先端到達信号と記録材後端通過信号と記録材の搬送速度とから搬送されている記録材の搬送方向長を確定し、前記搬送方向長の累積値に基づいて前記加圧当接を解除するように前記加圧・加圧解除手段を制御するタイミングを決定することを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。
- 可撓性を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内側に配置されていて加熱回転体の内面と摺動する摺動部材と、前記加熱回転体の外側に配置されていて前記摺動部材と加熱回転体を挟んで互いに圧接して加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、を有し、前記ニップ部が形成されていて前記加熱回転体が前記加圧回転体の駆動に伴い従動回転し、かつ前記加熱手段により加熱された状態において、前記ニップ部に中央基準で通紙される像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧する像加熱装置であって、
前記摺動部材と前記加圧回転体とを前記加熱回転体を挟んで加圧当接させる、及び、加圧当接を解除する加圧・加圧解除手段と、
前記記録材の最大通紙幅に対して最大通紙幅より小さい幅の記録材が前記ニップ部に通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して前記小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せされて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段と、
像加熱装置に搬送される記録材の厚みを検知する記録材厚み検知手段と、
前記片寄せ通紙検知手段が記録材の片寄せ通紙を検知した場合には、前記記録材厚み検知手段による記録材厚み検知結果に基づいて前記加圧当接を解除するように前記加圧・加圧解除手段を制御するタイミングを決定する制御手段と、
を有することを特徴とする像加熱装置。 - 前記記録材厚み検知手段は、発光部と受光部とを有し、像加熱装置に搬送される記録材に前記発光部より照射された光が記録材を透過した透過光を前記受光部で受光する構成であり、受光した透過光の透過率から記録材の厚みを検知することを特徴とする請求項3に記載の像加熱装置。
- 可撓性を有する筒状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内側に配置されていて加熱回転体の内面と摺動する摺動部材と、前記加熱回転体の外側に配置されていて前記摺動部材と加熱回転体を挟んで互いに圧接して加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加圧回転体を回転駆動する駆動手段と、を有し、前記ニップ部が形成されていて前記加熱回転体が前記加圧回転体の駆動に伴い従動回転し、かつ前記加熱手段により加熱された状態において、前記ニップ部に中央基準で通紙される像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧する像加熱装置であって、
前記摺動部材と前記加圧回転体とを前記加熱回転体を挟んで加圧当接させる、及び、加圧当接を解除する加圧・加圧解除手段と、
前記記録材の最大通紙幅に対して最大通紙幅より小さい幅の記録材が前記ニップ部に通紙された場合に、最大通紙幅の通紙中心に対して前記小さい幅の記録材の通紙中心が一方側または他方側のどちらかに片寄せされて通紙されたことを検知する片寄せ通紙検知手段と、
像加熱装置に搬送される記録材の記録材搬送方向と直交する方向の幅長を検知する記録材幅長検知手段と、
前記片寄せ通紙検知手段が記録材の片寄せ通紙を検知した場合には、前記記録材幅長検知手段による記録材幅長検知結果に基づいて前記加圧当接を解除するように前記加圧・加圧解除手段を制御するタイミングを決定する制御手段と、
を有することを特徴とする像加熱装置。 - 前記記録材幅長検知手段は、記録材搬送路に記録材搬送方向と直交する記録材搬送路横断方向に一列に配置された複数個の記録材検知素子の配列であり、記録材を検知した記録材検知素子の個数から搬送されている記録材の幅長を検知することを特徴とする請求項5に記載の像加熱装置。
- 記録材搬送経路を搬送される記録材に対して未定着像を形成する画像形成手段と、前記未定着像を記録材に定着するための定着手段と、を有する画像形成装置であって、前記定着手段が請求項1から請求項6の何れか一項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2011087070A JP2012220758A (ja) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | 像加熱装置および画像形成装置 |
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JP2020003689A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 株式会社沖データ | ヒータユニット、定着装置および画像形成装置 |
-
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