JP2007199343A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に厚紙やコート紙など種類の異なる記録媒体にトナー像を定着する際に、当該記録媒体の坪量等の種別を判別することが可能な定着装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method, and in particular, when fixing a toner image on a different type of recording medium such as cardboard or coated paper. The present invention relates to a fixing device capable of discriminating types such as basis weight.
近年、この種の電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置においては、省エネルギー化・高速化・コストダウン等が強く求められてきている。これらの画像形成装置に求められる種々の要求に伴い、当該画像形成装置において、フルカラーやモノクロの未定着トナー像を記録用紙等の記録媒体上に定着する定着装置に求められる要求も、多岐にわたっている。 In recent years, there has been a strong demand for energy saving, high speed, cost reduction, and the like in image forming apparatuses such as copying machines and printers that employ this type of electrophotographic method. Along with the various demands required for these image forming apparatuses, there are a wide variety of demands for a fixing apparatus for fixing a full-color or monochrome unfixed toner image on a recording medium such as recording paper. .
上記定着装置に求められる要求としては、特に、カラー市場において、普通紙以外にも、厚紙やコート紙といった種類の異なる用紙に、フルカラーの画像を良好に定着するといったプリント要求が増加してきている。 As a demand for the fixing device, in particular, in the color market, there is an increasing demand for a print to satisfactorily fix a full-color image on different types of paper such as thick paper and coated paper in addition to plain paper.
これらの厚紙やコート紙といった普通紙と種類の異なる記録媒体は、用紙の表面性や坪量(厚さ)が普通紙と異なる。そのため、厚紙の場合には、当該厚紙を一対の定着ロール等の定着部材によって挟持して搬送する際に、定着ロールの弾性層の変形量が普通紙よりも大きくなり、定着ニップ部を通過する用紙の搬送速度が、所定の速度よりも速くなる傾向にある。また、コート紙の場合には、表面が普通紙に比べて平坦であり摩擦係数が小さくてスリップし易く、定着ニップ部を通過する用紙の搬送速度が、当該コート紙の厚さの分だけ速くなる傾向にあるが、その増速分がコートされていない厚紙に比べて小さくなる傾向にある。その結果、上記厚紙やコート紙等の記録媒体は、定着装置の定着ニップ部を通過する際の速度が、所定の定着速度に対して変動してしまうことになる。 These different types of recording media such as thick paper and coated paper differ in surface properties and basis weight (thickness) of the paper from plain paper. Therefore, in the case of thick paper, when the thick paper is nipped and conveyed by a fixing member such as a pair of fixing rolls, the deformation amount of the elastic layer of the fixing roll becomes larger than that of plain paper and passes through the fixing nip portion. The paper transport speed tends to be faster than a predetermined speed. In the case of coated paper, the surface is flat compared to plain paper, the coefficient of friction is small, and slipping easily occurs, and the conveyance speed of the paper passing through the fixing nip is increased by the thickness of the coated paper. However, the increased speed tends to be smaller than that of uncoated cardboard. As a result, the speed when the recording medium such as thick paper or coated paper passes through the fixing nip portion of the fixing device varies with respect to a predetermined fixing speed.
したがって、上記定着装置では、厚紙やコート紙等の記録媒体の種類に応じて、個別に定着速度を予め決定しておき、当該予め決定された定着速度を、記録媒体の種類毎にインプットしておく必要があるが、すべての記録媒体の種類のベース情報を予め画像形成装置にインプットしておくことは、非常に煩雑であるという問題点を有していた。 Therefore, in the fixing device, the fixing speed is individually determined in advance according to the type of recording medium such as cardboard or coated paper, and the predetermined fixing speed is input for each type of recording medium. Although it is necessary to input the base information of all the recording medium types to the image forming apparatus in advance, there is a problem that it is very complicated.
また、ユーザーは、プリント動作等を実行する際に、ユーザーインターフェース等によって、厚紙やコート紙等の記録媒体の種類に応じて、使用する記録媒体の種類を正確に入力する必要があるため、ユーザーの入力ミスがあると、所望の記録媒体に適切な条件でトナー像を定着することができないという問題点をも有していた。 In addition, when a user performs a print operation or the like, it is necessary to accurately input the type of recording medium to be used according to the type of recording medium such as cardboard or coated paper by a user interface or the like. If there is an input error, the toner image cannot be fixed on a desired recording medium under appropriate conditions.
そこで、ユーザーによる記録媒体の入力ミスを防止するためには、特開2004−277057号公報等に開示されているように、用紙給紙部に紙種を検知する手段を設けるように構成したものが既に提案されている。 Therefore, in order to prevent a user from making a mistake in inputting a recording medium, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277057 and the like, a means for detecting the paper type is provided in the paper feeding unit. Has already been proposed.
この特開2004−277057号公報に係る画像形成装置は、用紙を積層保持する用紙収納部と、この用紙収納部から前記用紙を1枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、この分離給紙手段により給紙された前記用紙上に画像形成を行う画像形成手段と、前記分離給紙手段により給紙される前記用紙の少なくとも紙厚を含む紙種を検出する紙種検出手段と、給紙命令に先立つタイミングで、前記用紙収納部から前記分離給紙手段により1枚の前記用紙の先端部を所定量だけ給紙させて前記紙種検出手段により当該用紙の紙種を検出させる紙種検出用給紙タイミング制御手段と、を備えるように構成したものである。 An image forming apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277057 includes a sheet storage unit that stacks and holds sheets, a separation sheet feeding unit that separates and feeds the sheets one by one from the sheet storage unit, and the separation sheet feeding unit. Image forming means for forming an image on the paper fed by the means, paper type detecting means for detecting a paper type including at least the paper thickness of the paper fed by the separation paper feeding means, and paper feeding Paper type detection that feeds a predetermined amount of the leading edge of one sheet from the paper storage unit by the separation paper feeding unit and detects the paper type of the paper by the paper type detection unit at a timing prior to the command. Sheet feeding timing control means.
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開2004−277057号公報に係る画像形成装置の場合には、分離給紙手段により給紙される用紙の少なくとも紙厚を含む紙種を検出する紙種検出手段を設ける必要があるため、その分だけ部品点数が増加し、コストアップを招くとともに、当該紙種検出手段は、光学的測定方法を用いて非接触で前記用紙の紙種を検出したり、用紙の透過率を検出する透過型光センサを用いてその紙種を検出したり、機械的変位量を電気信号に変換して用紙の紙種を検出したり、用紙の静電容量を測定する容量センサを用いて用紙の紙種を検出するように構成したものであるが、これらの紙種検出手段の場合には、用紙の物理的な厚さを検出することができても、単位面積当たりの重量である坪量を精度良く検出することができないという問題点を有していた。 However, the conventional technique has the following problems. That is, in the case of the image forming apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277057, it is necessary to provide a paper type detection unit that detects a paper type including at least the paper thickness of the paper fed by the separation paper feeding unit. As a result, the number of parts increases, resulting in an increase in cost, and the paper type detection means detects the paper type of the paper in a non-contact manner using an optical measurement method, or detects the transmittance of the paper. The paper type is detected using a transmission type optical sensor, the paper type of the paper is detected by converting a mechanical displacement amount into an electrical signal, and the capacitance sensor for measuring the capacitance of the paper is used. However, in the case of these paper type detection means, even if the physical thickness of the paper can be detected, the weight per unit area is the basis weight. If the quantity cannot be detected accurately Cormorants had a problem.
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コストアップを招くことなく、記録媒体の坪量等を精度良く検出することができ、ユーザーによる記録媒体の入力ミスを防止することが可能な定着装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to accurately detect the basis weight of the recording medium without increasing the cost. Another object of the present invention is to provide a fixing device that can prevent an input error of a recording medium by a user.
すなわち、請求項1に記載された発明は、未定着トナー像を担持した記録媒体を、少なくとも一方が加熱源を有する一対の定着部材の間に形成される定着ニップ部を通過させるとともに、加熱加圧することによって未定着トナー像を記録媒体上に定着する定着装置において、
前記記録媒体上に定着する未定着トナー像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、少なくとも前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記画像密度検出手段によって検出された画像密度と、前記速度検出手段によって検出された記録媒体の搬送速度とに基づいて、前記記録媒体の坪量を含む種別を検出する種別検出手段とを備えたことを特徴とする定着装置である。
In other words, the invention described in
Image density detecting means for detecting an image density of an unfixed toner image fixed on the recording medium, speed detecting means for detecting a conveyance speed of the recording medium immediately after entering the fixing nip, and the image density detection And a type detecting means for detecting a type including the basis weight of the recording medium based on the image density detected by the means and the conveyance speed of the recording medium detected by the speed detecting means. This is a fixing device.
また、請求項2に記載された発明は、前記速度検出手段として、前記定着装置の前後に所定の距離を隔てて2つ配設された記録媒体の通過を検出するセンサーを用いたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
The invention described in
さらに、請求項3に記載された発明は、前記速度検出手段として、前記定着装置の下流側に所定の距離を隔てて2つ配設された記録媒体の通過を検出するセンサーを用いたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
Furthermore, the invention described in claim 3 uses a sensor for detecting the passage of two recording media arranged at a predetermined distance downstream of the fixing device as the speed detecting means. The fixing device according to
又、請求項4に記載された発明は、前記種別検出手段は、1枚目に搬送された記録媒体をダミーとして、当該記録媒体の種別を検出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の定着装置である。 The invention described in claim 4 is characterized in that the type detecting means detects the type of the recording medium using the first recording medium conveyed as a dummy. The fixing device according to any one of the above.
更に、請求項5に記載された発明は、前記1枚目に搬送されたダミーとしての記録媒体には、トナー像の転写を行わずに、当該ダミーとしての記録媒体を再度、トナー像の転写位置へと搬送することを特徴とする請求項4に記載の定着装置である。
Further, in the invention described in
また、請求項6に記載された発明は、前記定着ニップ部に記録媒体が突入した直後の定着部材の温度変化を検知する温度変化検知手段を備え、前記種別検出手段は、温度変化検知手段による検知結果をも含めて記録媒体の種別を検出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の定着装置である。
The invention described in
さらに、請求項7に記載された発明は、環境の温度を検知する環境温度検知手段を備え、当該環境温度検知手段の検知結果に基づいて、前記加熱源を有する定着部材の表面温度を制御し、当該環境温度に基づいて制御された定着部材の表面温度をも含めて、記録媒体の種別を検出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の定着装置である。
Furthermore, the invention described in claim 7 is provided with an environmental temperature detection means for detecting the temperature of the environment, and controls the surface temperature of the fixing member having the heating source based on the detection result of the environmental temperature detection means. 7. The fixing device according to
この発明によれば、コストアップを招くことなく、記録媒体の坪量等を精度良く検出することができ、ユーザーによる記録媒体の入力ミスを防止することが可能な定着装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device that can accurately detect the basis weight or the like of a recording medium without incurring an increase in cost, and can prevent an input error of the recording medium by a user. .
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタを示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、上記フルカラープリンタは、画像読取装置を備えていなくても良いのは勿論である。
FIG. 2 shows a tandem-type full-color printer as an image forming apparatus to which the fixing device according to
図2において、1はタンデム方式のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体1の上部には、図示しない原稿の画像を読み取る画像読取装置 (IIT:Image Input Ternal)としてのスキャナー2が配設されている。このスキャナー2は、自動原稿搬送装置(ADF:Auto Document Feeder)3によってプラテンガラス5上に搬送された原稿を光源6によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー7及びハーフレートミラー8、9及び結像レンズ10からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子11上に走査露光して、この画像読取素子11によって原稿の画像を所定のドット密度(例えば、1200dpiや2400dpi)で読み取るようになっている。
In FIG. 2,
上記スキャナー2によって読み取られた原稿の画像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の画像データとして画像処理装置12(ImageProcessing System)に送られ、この画像処理装置12では、原稿の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
The document image read by the
そして、上記の如く画像処理装置12で所定の画像処理が施された画像データは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)(各8bit)の4色の画像データに変換され、次に述べるように、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色の画像形成部13C、13M、13Y、13KのROS14C、14M、14Y、14K(RasterOutputScanner)に送られ、これらのROS14C、14M、14Y、14Kでは、各色の画像データに応じてレーザービームLBによる画像露光が行われる。
The image data subjected to the predetermined image processing by the image processing device 12 as described above is an image of four colors of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) (each 8 bits). As described below, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K)
ところで、上記タンデム方式のフルカラープリンタ本体1の内部には、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の4つの画像形成部13C、13M、13Y、13Kが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。
Incidentally, four
これらの4つの画像形成部13C、13M、13Y、13Kは、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の速度で回転する感光体ドラム15と、この感光体ドラム15の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン又は帯電ロール(図示例では、帯電ロール)16と、当該感光体ドラム15の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するROS14と、感光体ドラム15上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置17と、クリーニング装置18とから構成されている。なお、この実施の形態では、黒(K)色の画像形成部13Kで用いられる感光体ドラム15の直径が、他の色の画像形成部13M、13Y、13Kの感光体ドラム14M、14Y、14Kに対して大きく設定されている。
These four
上記ROS14は、図2に示すように、半導体レーザー19を画像データに応じて変調して、この半導体レーザー19からレーザービームLBを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー19から出射されたレーザービームLBは、反射ミラー20、21を介して回転多面鏡22によって偏向走査され、図示しないf−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー23、24等を介して像担持体としての感光体ドラム15上に走査露光される。
As shown in FIG. 2, the ROS 14 modulates the
上記画像処理装置12からは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒 (K)の各色の画像形成部13C、13M、13Y、13KのROS14C、14M、14Y、14Kに各色の画像データが順次出力され、これらのROS14C、14M、14Y、14Kから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、それぞれの感光体ドラム15C、15M、15Y、15Kの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム15C、15M、15Y、15K上に形成された静電潜像は、現像装置17C、17M、17Y、17Kによって、それぞれシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
From the image processing device 12, each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K)
上記各画像形成部13C、13M、13Y、13Kの感光体ドラム15C、15M、15Y、15K上に、順次形成されたシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像は、図2に示すように、各画像形成部13C、13M、13Y、13Kの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト25上に、一次転写ロール26C、26M、26Y、26Kによって互いに重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト25は、ドライブロール27と、テンションロール28と、ステアリングロール29と、アイドルロール30と、バックアップロール31と、アイドルロール32との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール27により、矢印方向に沿って感光体ドラム15C、15M、15Y、15Kと等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト25としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。
Cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) sequentially formed on the photosensitive drums 15C, 15M, 15Y, and 15K of the
上記中間転写ベルト25上に多重に転写されたシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像は、バックアップロール31に中間転写ベルト25を介して圧接する二次転写ロール33によって、圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙34上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙34は、搬送ベルト35によって定着装置36へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙34は、定着装置36によって熱及び圧力で定着処理を受け、片面プリントの場合には、そのままプリンタ本体1の外部に設けられた排出トレイ37上に排出される。
The cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) toner images transferred in multiple onto the
上記記録用紙34は、図2に示すように、複数の用紙トレイ38、39、40、41のうちの何れかから所定のサイズや材質のものが、給紙ローラ42及び用紙搬送用のローラ対43、44、45からなる用紙搬送経路46を介して、レジストロール47まで一旦搬送されて停止される。上記用紙トレイ38、39、40、41のうちの何れかから供給された記録用紙34は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール47によって中間転写ベルト25の二次転写位置へ送出される。
As shown in FIG. 2, the
また、上記フルカラープリンタによって記録用紙34の両面に画像を形成する場合には、定着装置36によって片面に画像が定着された記録用紙34を、そのまま機外に排出せずに、図示しない切り替えゲートによって、記録用紙34の搬送経路を下方に切り替え、反転用の用紙搬送路48に一旦搬送する。そして、この反転用の用紙搬送路48に搬送された記録用紙34は、その搬送方向を反転した状態で、両面用の用紙搬送路49及び通常の用紙搬送経路46を介して、表裏が反転された状態で、再度、中間転写ベルト25の二次転写位置まで搬送され、裏面に画像が形成された後、定着装置36によって熱及び圧力で定着処理を受けて、プリンタ本体1の外部に設けられた排出トレイ37上に排出される。
Further, when images are formed on both sides of the
図3はこの発明の実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。 FIG. 3 is a sectional view showing a fixing device according to the embodiment of the present invention.
この実施の形態に係る定着装置36は、図3に示すように、定着部材として内部に3本の加熱源51を有する加熱ロール52と、当該加熱ロール52に圧接して定着ニップ部Nを形成する無端状のベルト部材としての定着ベルト53とを備えている。上記定着ベルト53は、その内部に配設された押圧部材54によって、加熱ロール52の表面に所定の圧接力で押圧されている。また、上記押圧部材54は、コイルスプリング55の弾性反発力により、加熱ロール52の表面に圧接するように付勢されている。さらに、上記押圧部材54の表面は、定着ベルト53との摺動抵抗を低減するために、シート状の低摩擦部材によって覆われているとともに、当該定着ベルト53の内面には、液状潤滑剤供給部材としてのフェルト部材56が配設されている。このフェルト部材56は、例えば、ノーメックス(商品名)からなり、当該フェルト部材56には、粘度300csのアミノSiオイル等からなる液状潤滑剤としてのオイルが、2.0g程度含浸されている。
As shown in FIG. 3, the fixing
また、上記加熱ロール52は、駆動モーター57によって図示しないギアを介して、所定の回転速度で回転するように駆動されている。
The
なお、上記定着装置36は、加熱側が加熱ロール52で、加圧側が定着ベルト53によって構成されているが、これに限定されず、加熱側及び加圧側が共にロールで構成されていても、あるいは加熱側がベルトで、加圧側がロールで構成されていても良く、更には加熱側及び加圧側が共にベルトで構成されていても良い。
In the fixing
また、図1中、58は定着装置36の定着ニップ部Nに記録用紙を案内するインレットシュートを、59は定着装置36の定着ニップ部Nの出口部に配設されたアウトレットシュートを、60は定着装置36の出口部に配設された出口ロールを、61は加熱ロール52の表面温度を検知し、加熱源51への通電を制御して、当該加熱ロール52の表面温度が所定の温度になるように制御するための温度検知手段としての温度センサーをそれぞれ示している。
In FIG. 1, 58 is an inlet chute for guiding the recording sheet to the fixing nip N of the fixing
上記加熱ロール52は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚0.65mm程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたPFA等からなる肉厚30μm程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール52の内部には、加熱源として650Wのハロゲンランプ51が3本配設されている。
The
また、上記定着ベルト53は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が30mm、肉厚が75μmの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にPFA等からなる離型層が設けられる。
The fixing
さらに、上記押圧部材54は、弾性部材と、当該弾性部材を支持するステンレス等の金属からなる支持部材とから主に構成されている。
Furthermore, the pressing
ところで、この実施の形態では、未定着トナー像を担持した記録媒体を、少なくとも一方が加熱源を有する一対の定着部材の間に形成される定着ニップ部を通過させるとともに、加熱加圧することによって未定着トナー像を記録媒体上に定着する定着装置において、前記記録媒体上に定着する未定着トナー像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、少なくとも前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記画像密度検出手段によって検出された画像密度と、前記速度検出手段によって検出された記録媒体の搬送速度とに基づいて、前記記録媒体の坪量を含む種別を検出する種別検出手段とを備えるように構成されている。 By the way, in this embodiment, a recording medium carrying an unfixed toner image passes through a fixing nip portion formed between a pair of fixing members, at least one of which has a heating source, and is determined by heating and pressing. An image density detecting unit for detecting an image density of an unfixed toner image fixed on the recording medium; and at least a recording medium immediately after entering the fixing nip portion. A type including a basis weight of the recording medium based on a speed detecting means for detecting a conveying speed, an image density detected by the image density detecting means, and a conveying speed of the recording medium detected by the speed detecting means. And a type detecting means for detecting.
また、この実施の形態では、前記定着ニップ部に記録媒体が突入した直後の定着部材の温度変化を検知する温度変化検知手段を備え、前記種別検出手段は、温度変化検知手段による検知結果をも含めて記録媒体の種別を検出するように構成されている。 Further, in this embodiment, it is provided with a temperature change detecting means for detecting a temperature change of the fixing member immediately after the recording medium enters the fixing nip portion, and the type detecting means has a detection result by the temperature change detecting means. In addition, the type of the recording medium is detected.
図4はこの発明の実施の形態に係る定着装置の制御回路を示すブロック図である。なお、この定着装置の制御回路は、独立して設けられている必要はなく、フルカラープリンタの制御回路として構成されていても勿論良い。 FIG. 4 is a block diagram showing a control circuit of the fixing device according to the embodiment of the present invention. Note that the control circuit of the fixing device does not need to be provided independently, and may be configured as a control circuit of a full-color printer.
図4において、100は第1の搬送速度検出手段としての通過前用紙速度検知手段を示すものであり、この通過前用紙速度検知手段100は、図1に示すように、定着装置36の上流側において、中間転写ベルト25の二次転写部の出口近傍に配設された第1用紙センサー101と、搬送ベルト35によって搬送された記録用紙34が、定着装置36の定着ニップ部Nに突入する直前の位置に配設された第2用紙センサー102とから構成されている。
In FIG. 4,
また、103は第2の搬送速度検出手段としてのニップ通過時用紙速度検知手段を示すものであり、このニップ通過時用紙速度検知手段103は、図1に示すように、定着装置36の定着ニップ部に突入する直前の位置に配設された第2用紙センサー102と、定着装置36の定着ニップ部Nを通過した直後の位置に配設された第3用紙センサー104とから構成されている。なお、上記ニップ通過時用紙速度検知手段103は、図1に示すように、定着装置36の定着ニップ部Nを通過した直後の位置に配設された第3用紙センサー104と、用紙排出ロールの手前側に配設された第4用紙センサー105とで構成しても良い。
なお、上記第1乃至第4用紙センサー101、102、104、105は、フルカラープリンタ本体1の内部に予め設置された記録用紙34のジャム検知用の用紙センサーであり、本発明において新たに設置されたものではない。
The first to
上記ニップ通過時用紙速度検知手段103は、図5に示すように、第2用紙センサー102によって、定着装置36の定着ニップ部Nに突入する直前の記録用紙34の先端を検知し、この第2用紙センサー102が記録用紙34の先端を検知したときの時間をt0とするとともに、第3用紙センサー104によって、定着装置36の定着ニップ部Nを通過した直後の記録用紙34の先端を検知し、この第3用紙センサー104が記録用紙34の先端を検知したときの時間をt1とし、時間t0とt1との差であるΔt=t1−t0を求めて、当該時間差Δtによって第2用紙センサー102と第3用紙センサー104との間の距離Lを除算することで、定着装置36の定着ニップ部Nに突入した直後の記録用紙34の搬送速度を検知するようになっている。
As shown in FIG. 5, the
その際、上記第2用紙センサー102は、定着装置36の定着ニップ部Nの手前側に配設されているため、当該第2用紙センサー102が記録用紙34の先端を検知してから、記録用紙34の先端が定着ニップ部Nに突入するまでの間は、記録用紙34が定着装置36によって搬送されていないため、正確には、上記の如く求めた記録用紙34の搬送速度は、定着装置36の定着ニップ部Nに突入した直後の記録用紙34の搬送速度ではない。
At this time, since the
そこで、定着装置36の定着ニップ部Nに突入した直後の記録用紙34の搬送速度を求めるためには、第3用紙センサー104と第4用紙センサー105とを用いるようにするか、第3用紙センサー104の下流側近傍に所定の距離L2だけ隔てて、第5用紙センサーを配設し、第4用紙センサー104と第5用紙センサーとによって、定着装置36の定着ニップ部Nに突入した直後の記録用紙34の搬送速度を検知するように構成しても良い。
Therefore, in order to obtain the conveyance speed of the
なお、上記通過前用紙速度検知手段100も、同様にして、定着装置36の定着ニップ部に突入する直前の記録用紙34の搬送速度を検知する。
The pre-passage paper speed detection means 100 similarly detects the conveyance speed of the
また、61は上述したように加熱ロール52の表面温度を検知するための温度検知手段としての温度センサーを示している。
さらに、108はスキャナー2によって読み込まれ、画像処理装置12によって所定の画像処理が施された原稿の画像データに基づいて、記録用紙34上に定着される未定着トナー像の画像密度を検出する画像密度検出手段を示している。この画像密度検出手段108は、画像処理装置12によって所定の画像処理が施された原稿の画像データに基づいて、ROS14C、14M、14Y、14Kによって画像露光を施すにあたり、当該ROS14C、14M、14Y、14Kによって施す画像の画素数をカウントすることによって、未定着トナー像の画像密度を検出するように構成されている。
Further,
上記画像密度検出手段108は、画像処理装置12と別個に設けても良いが、通常、この画像密度検出手段108は、画像処理装置12の内部に設けられる。
The image
上記ニップ通過時用紙速度検知手段103が定着装置36の定着ニップ部Nに突入した直後の記録用紙34の搬送速度を検知する際、記録用紙34のサイズにもよるが、A3サイズやB4サイズ等のプロセス方向に沿った長さが長い記録用紙34の場合には、図1に示すように、未だ、当該記録用紙34の後端が二次転写部においてトナー像を転写中の状態となっている。そのため、上記定着装置36では、記録用紙34や画像の種類によって、定着装置36の定着ニップ部Nを通過中の記録用紙34の搬送速度が目標速度に対してばらついて変動すると、二次転写部においてトナー像の転写中にある記録用紙34を引っ張ってしまい、当該記録用紙34上に転写されるトナー像にズレや擦れ等が発生する虞れがある。
When the sheet speed detecting means 103 at the time of passing through the nip detects the conveying speed of the
そこで、この実施の形態では、次の記録媒体の種別検出手段及び定着器速度可変手段としての機能をも兼ね備えた制御手段107によって、画像密度検出手段108によって検出された画像密度と、前記ニップ通過時用紙速度検知手段103によって検出された記録媒体の搬送速度とに基づいて、前記記録媒体の坪量を含む種別を検出するとともに、通過前用紙速度検知手段100及びニップ通過時用紙速度検知手段103によって検知された定着ニップ部Nに突入する直前と直後の記録用紙34の速度に基づいて、定着ニップ部Nを通過中の記録用紙34の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように構成されている。
Therefore, in this embodiment, the image density detected by the image density detecting means 108 by the control means 107 that also functions as a type detecting means and a fixing device speed varying means for the next recording medium, and the nip passage. Based on the conveyance speed of the recording medium detected by the recording paper speed detection means 103, the type including the basis weight of the recording medium is detected, and the pre-passage paper speed detection means 100 and the nip passage paper speed detection means 103 are detected. Based on the speed of the
即ち、図4中、107は記録媒体の種別検出手段及び定着器速度可変手段としての機能をも兼ね備えた制御手段107を示しており、この定着器速度可変手段107は、例えば、フルカラープリンタの動作を制御する制御手段としてのCPUやMCUなどによって構成され、ROM等に記憶されたプログラムに従って、記録媒体の坪量を含む種別を検出するとともに、定着装置34の定着ニップ部Nにおける用紙搬送速度を制御するように構成されている。
That is, in FIG. 4,
具体的には、上記制御手段107は、定着装置における記録媒体の搬送速度が、記録媒体の種別に応じた所定の定着速度となるように制御するが、記録媒体が普通紙か、厚紙か、コート紙かなど、記録媒体の種別によって、最適な定着速度や定着温度等の定着条件が異なる。
Specifically, the
例えば、プロセススピードに対して、定着装置における記録媒体の搬送速度は、図6に示すように、記録媒体の坪量(単位面積あたりの厚さ)や、記録媒体上に定着される未定着トナー像の画像密度に応じて、種々変化する。 For example, as shown in FIG. 6, the conveyance speed of the recording medium in the fixing device with respect to the process speed is the basis weight (thickness per unit area) of the recording medium or the unfixed toner fixed on the recording medium. Various changes are made according to the image density of the image.
そこで、上記制御手段107は、例えば、記録媒体の種別が、普通紙かコート紙か、及び記録媒体上に定着される未定着トナー像の画像密度が白紙(全面画像なし)か、ベタ画像(全面画像)に応じて、定着装置における記録媒体の搬送速度を、適宜制御するように構成されている。 Therefore, the control means 107 determines whether the recording medium type is plain paper or coated paper, and whether the image density of the unfixed toner image fixed on the recording medium is white paper (no full image) or a solid image ( The conveyance speed of the recording medium in the fixing device is appropriately controlled according to the entire image).
その際、上記制御手段107は、画像密度検出手段108によって検出された画像密度と、前記ニップ通過時用紙速度検知手段103によって検出された記録媒体の搬送速度とに基づいて、記録媒体の坪量を含む種別を自動的に検出して、定着装置における記録媒体の搬送速度を、適宜可変制御するものである。
At this time, the
更に説明すると、上記制御手段107は、記録媒体の坪量を含む種別の検出結果に基づいて、定着ニップ部Nを通過中の記録用紙34の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように、定着装置36の用紙搬送速度を可変制御するものである。
More specifically, the control means 107 changes the conveyance speed of the
また、図4において、109はユーザーインターフェースを示しており、このユーザーインターフェース109は、フルカラープリンタにおいて、プリントやコピーする記録用紙34のサイズや種類、あるいはプリントやコピー枚数、更には白黒やカラー等の画像の種類等を指定して入力するためのものである。
In FIG. 4,
以上の構成において、この実施の形態1に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、コストアップを招くことなく、記録媒体の坪量等を精度良く検出することができ、ユーザーによる記録媒体の入力ミスを防止することが可能となっている。 In the above configuration, the full-color printer according to the first embodiment can accurately detect the basis weight of the recording medium without causing an increase in cost as follows, and the user can input the recording medium. It is possible to prevent mistakes.
すなわち、上記フルカラープリンタでは、フルカラーや白黒の画像を、普通紙や厚紙、あるいはコート紙などのように種類が異なるとともに、A3サイズやA4サイズ、あるいはB4サイズやB5サイズといったサイズの異なる記録用紙34に、所望の枚数だけプリント乃至コピーする際に、図7に示すように、ユーザーインターフェース109によって、プリント枚数や記録用紙を給紙するトレイ等を指定して、スタートボタンが押され、ジョブがスタートするようになっている(ステップ101)。
That is, in the above-described full-color printer, full-color and black-and-white images have different types such as plain paper, thick paper, or coated paper, and
すると、上記制御手段107は、ユーザーインターフェース109からの指示、及びスキャナー2によって読み取られた原稿の画像データなどに基づいて、画像モード及び画像密度、並びに用紙サイズを検知した後(ステップ102)、記録用紙34のプロセス方向の用紙長さ、及びプロセス方向の画像密度に基づいて、記録用紙34の種別を判別するため、各紙種に応じた閾値を算出する(ステップ103)。
Then, the control means 107 detects the image mode, the image density, and the paper size based on the instruction from the
次に、上記制御手段107は、ユーザーインターフェース109からの指示によって、記録用紙34のダミー走行が許可されているか、禁止されているかを判別し(ステップ104)、記録用紙34のダミー走行が許可されている場合には、1枚目の記録用紙34に記録すべきトナー像を形成せずに走行させ、そのまま排出トレイ37上に排出せずに、両面用搬送路49を介して、再度二次転写位置へと搬送する(ステップ105)。
Next, the control means 107 determines whether the dummy running of the
その際、上記制御手段107は、ニップ通過時用紙速度検知手段103によって記録用紙34が定着ニップ部を通過したときの搬送速度を算出し(ステップ105)、当該記録用紙34の搬送速度に基づいて、図6に示すように、記録用紙34が普通紙かコート紙か等の坪量を検知するようになっている(ステップ106)。
At that time, the control means 107 calculates the transport speed when the
なお、図6では、便宜上、普通紙とコート紙のデータのみが図示されているが、これら普通紙やコート紙のデータ以外にも、厚紙等のデータを追加することで、普通紙、コート紙、厚紙等の判別が可能である。 In FIG. 6, for the sake of convenience, only the data for plain paper and coated paper is shown, but in addition to the data for plain paper and coated paper, the data for plain paper and coated paper can be added by adding data such as thick paper. It is possible to discriminate cardboard and the like.
一方、上記制御手段107は、記録用紙34のダミー走行が禁止されていると判別した場合には、図5に示すように、1枚目の記録用紙34が定着装置36の定着ニップ部に突入したときの所定時間( t)を計測して、記録用紙34の搬送速度を計算し、上述した場合と同様に、当該記録用紙34の搬送速度に基づいて、図6に示すように、記録用紙34が普通紙かコート紙か等の坪量を検知するようになっている(ステップ106)。
On the other hand, when the control means 107 determines that the dummy running of the
なお、上記制御手段107は、検知した記録用紙34の坪量が、ユーザーインターフェース109から指示された給紙トレイの記録用紙34の坪量と異なると判別した場合には、その旨の警告をユーザーインターフェース109に表示し、プリント動作を中止するように構成しても良い。
If the basis weight of the detected
また、上記制御手段107は、図8に示すように、1枚目の記録用紙34が定着装置36の定着ニップ部に突入したときの加熱ロール52の表面温度の低下を、温度センサー61によって検知し、当該加熱ロール52の表面温度の低下が、閾値以下か否かによって、記録用紙34の坪量が大きいか小さいかを判別するようになっている。
Further, as shown in FIG. 8, the control means 107 detects a decrease in the surface temperature of the
さらに、上記制御手段107は、図6に示すように、予め設定された定着装置における記録用紙34の搬送速度に対して、ニップ通過時用紙速度検知手段103によって記録用紙34が定着ニップ部を通過したときの搬送速度がどの程度変化しているか、否かを判別し、記録用紙34のダミー走行が禁止されている場合であっても、記録用紙34上に定着されるトナー像の画像密度と記録用紙34の定着ニップ部通過時の搬送速度の変化分に基づいて、トナー像の画像密度を判別することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the control means 107 detects that the
したがって、上記制御手段107は、記録用紙34上のトナー像の画像密度に関する判別結果に基づいて、図6に示すように、同じコート紙であっても、坪量の大小を判別することが可能となっている。なお、図6において、画像密度が画像密度検出手段108によって予め検出されているため、用紙の坪量が高い場合と低い場合とで判別することが可能となっている。
Therefore, the control means 107 can determine the basis weight of the same coated paper as shown in FIG. 6 based on the determination result regarding the image density of the toner image on the
上記制御手段107は、予め、プロセス方向の画像密度が、0%か50%か100%か、及び記録用紙34の種類が普通紙か、コート紙か、並びに同じ普通紙かコート紙でも坪量が低いか高いかに応じて、定着装置36の定着ニップ部における記録用紙の搬送速度が、予め設定されたプロセススピードに対して、どのように変化するかのデータを、図9及び図10に示すように、予めテーブルとして設定するように構成されている。
The control means 107 previously determines whether the image density in the process direction is 0%, 50% or 100%, and whether the
ここで、普通紙とは、坪量(gsm)が104gsm以下の用紙を、コート紙とは、坪量(gsm)が105gsm〜280gsmの用紙を言う。 Here, plain paper refers to paper having a basis weight (gsm) of 104 gsm or less, and coated paper refers to paper having a basis weight (gsm) of 105 gsm to 280 gsm.
また、図9及び図10において、マイナスは、プロセススピードに対して遅くなる方向に定着装置36の用紙搬送速度の目標値が設定されていることを示している。マイナスの値が大きい方が、記録用紙34が定着ニップ部Nを通過する際に、当該記録用紙34の厚さ(坪量)等に起因して、記録用紙34の搬送速度が速くなる方向にずれるため、これを補正するために、厚紙1や厚紙2のように、坪量が大きい記録用紙34ほど、定着装置36の用紙搬送速度の目標値としてマイナスの値が大きく設定されている。
In FIGS. 9 and 10, minus indicates that the target value of the sheet conveyance speed of the fixing
また、画像密度が高くなる場合には、画像密度が0%の画像と比較して、未定着トナー像の画像面積が大きく、未定着トナー像と定着部材との密着性が高いため、記録用紙34の厚さ(坪量)等に起因して、記録用紙34の搬送速度が速くなる傾向がやや小さく、これを補正するために、カラー画像の方が白黒の画像よりも、定着装置36の用紙搬送速度の目標値としてマイナスの値が小さく設定されている。
Further, when the image density is high, the image area of the unfixed toner image is large and the adhesion between the unfixed toner image and the fixing member is higher than that of an image having an image density of 0%. Due to the thickness (basis weight) of the
このように、上記実施の形態では、コストアップを招くことなく、記録媒体の坪量等を精度良く検出することができ、ユーザーによる記録媒体の入力ミスを防止することが可能となっている。 As described above, in the above-described embodiment, the basis weight of the recording medium can be accurately detected without causing an increase in cost, and it is possible to prevent a user from making an input mistake in the recording medium.
なお、上記実施の形態では、記録媒体の片面に画像を定着する場合について説明したが、記録媒体の両面に画像を定着する場合にも同様に適用することが可能である。 In the above embodiment, the case where the image is fixed on one side of the recording medium has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where the image is fixed on both sides of the recording medium.
この場合、速度変更手段は、記録媒体の両面に未定着トナー像を定着するときは、第1面か第2面かによって前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更するように構成することも可能である。 In this case, when fixing the unfixed toner image on both sides of the recording medium, the speed changing unit is configured to change the conveyance speed of the recording medium passing through the fixing nip portion depending on whether the first side or the second side is used. It is also possible to do.
34: 記録用紙、36:定着装置、100:第1の搬送速度検出手段(通過前用紙速度検知手段)、101:第1用紙センサー101、102:第2用紙センサー、103:第2の搬送速度検出手段(ニップ通過時用紙速度検知手段)、104:第3用紙センサー、108:画像密度検出手段、N:定着ニップ部。
34: recording paper, 36: fixing device, 100: first transport speed detection means (pre-passage paper speed detection means), 101:
Claims (7)
前記記録媒体上に定着する未定着トナー像の画像密度を検出する画像密度検出手段と、少なくとも前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記画像密度検出手段によって検出された画像密度と、前記速度検出手段によって検出された記録媒体の搬送速度とに基づいて、前記記録媒体の坪量を含む種別を検出する種別検出手段とを備えたことを特徴とする定着装置。 A recording medium carrying an unfixed toner image is passed through a fixing nip formed between a pair of fixing members, at least one of which has a heating source, and is heated and pressed to place the unfixed toner image on the recording medium. In the fixing device for fixing,
Image density detecting means for detecting an image density of an unfixed toner image fixed on the recording medium, speed detecting means for detecting a conveyance speed of the recording medium immediately after entering the fixing nip, and the image density detection And a type detecting means for detecting a type including the basis weight of the recording medium based on the image density detected by the means and the conveyance speed of the recording medium detected by the speed detecting means. Fixing device to do.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011191378A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Oki Data Corp | Image forming apparatus |
JP2019056793A (en) * | 2017-09-21 | 2019-04-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus and temperature control method |
-
2006
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