JP2002008845A - Heating device and image forming device - Google Patents

Heating device and image forming device

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JP2002008845A
JP2002008845A JP2000186340A JP2000186340A JP2002008845A JP 2002008845 A JP2002008845 A JP 2002008845A JP 2000186340 A JP2000186340 A JP 2000186340A JP 2000186340 A JP2000186340 A JP 2000186340A JP 2002008845 A JP2002008845 A JP 2002008845A
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JP
Japan
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heating
recording
image
fixing
fixing belt
Prior art date
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Application number
JP2000186340A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuyoshi Abe
篤義 阿部
Masahiro Suzuki
雅博 鈴木
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device and an image forming device solving the problem that a stable conveying of a material to be recorded cannot be realized. SOLUTION: In an electromagnetic induction heating device driven by a press roller, a rotation detection means is provided on a fixing belt and a rotation speed of the fixing belt is monitored. The rotation speed of the press roller is controlled such that the rotation speed of the fixing belt becomes approximately constant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導加熱方式
の加熱装置、及び前記加熱装置を像加熱装置として備え
た電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic induction heating type heating device, and an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus and an electrostatic recording device provided with the heating device as an image heating device.
【0002】[0002]
【従来の技術】便宜上、加熱装置として、複写機・プリ
ンタ等の画像形成装置に具備させ、トナー画像を被記録
材に加熱定着させる像加熱装置(定着装置)を例にして
説明する。
2. Description of the Related Art For convenience, an image heating apparatus (fixing apparatus) provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and heating and fixing a toner image on a recording material will be described as an example of a heating apparatus.
【0003】画像形成装置においては、電子写真プロセ
ス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画
像形成プロセス手段部で被記録材(転写材シート・エレ
クトロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・
印刷用紙・フォーマット紙など)に転写方式あるいは直
接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像
(トナー画像)を被記録材面に永久固着画像として加熱
定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く
用いられていた。近時はクイックスタートや省エネルギ
ーの観点からベルト加熱方式の装置が実用化されてい
る。また電磁誘導加熱方式の装置も提案されている。 a)熱ローラ方式の定着装置 これは、定着ローラ(加熱ローラ)と加圧ローラとの回
転する圧接ローラ対を基本構成とし、このローラ対の相
互圧接部である定着ニップ部に画像定着すべき未定着ト
ナー画像を形成担持させた被記録材を導入して挟持搬送
させ、定着ローラの熱と定着ニップ部の加圧力にて未定
着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものであ
る。
In an image forming apparatus, a recording material (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet) is used by an appropriate image forming process means such as an electrophotographic process, an electrostatic recording process, and a magnetic recording process.・
A heat roller is used as a fixing device that heats and fixes an unfixed image (toner image) of the target image information formed on a printing paper or a format paper by a transfer method or a direct method as a permanently fixed image on a recording material surface. Type devices were widely used. Recently, belt heating type devices have been put into practical use from the viewpoint of quick start and energy saving. Also, an electromagnetic induction heating system has been proposed. a) Heat roller type fixing device This basically has a rotating pressure roller pair of a fixing roller (heating roller) and a pressure roller, and an image should be fixed to a fixing nip portion which is a mutual pressure contact portion of the roller pair. The recording material on which the unfixed toner image is formed and carried is introduced, nipped and conveyed, and the unfixed toner image is hot-pressed and fixed on the recording material surface by the heat of the fixing roller and the pressing force of the fixing nip. .
【0004】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体(芯金)とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調さ
れる。
The fixing roller generally has a hollow metal roller made of aluminum as a base (metal core), and a halogen lamp as a heat source is inserted and disposed in the hollow space thereof. The power supply to the halogen lamp is controlled to control the temperature so that the predetermined fixing temperature is maintained.
【0005】特に、最大4層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラー
の画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定
着ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またそ
の芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してト
ナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも
熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にし
たものもある。
In particular, as a fixing device of an image forming apparatus for forming a full-color image, which is required to have a capability of sufficiently heating and melting a maximum of four toner image layers to mix colors, a core metal of a fixing roller has a high heat capacity. And a rubber elastic layer for wrapping the toner image around the core metal and uniformly melting the toner image, and heating the toner image via the rubber elastic layer. There is also a configuration in which a heat source is provided in the pressure roller to heat and control the temperature of the pressure roller.
【0006】しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形
成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源である
ハロゲンランプに通電を開始しても、定着ローラの熱容
量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態時から
所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち
時間(ウエイトタイム)を要し、クイックスタート性に
欠ける。また画像形成装置のスタンバイ状態時(非画像
出力時)も何時でも画像形成動作が実行できるようにハ
ロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調状態に
維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の問
題があった。
However, in the heat roller type fixing device, even when the power of the image forming apparatus is turned on and the halogen lamp, which is the heat source of the fixing device, is energized at the same time, the heat capacity of the fixing roller is large, and the fixing roller and the like are cooled. A considerable waiting time (wait time) is required from the cutting state to the rise to a predetermined fixable temperature, and the quick start property is lacking. Further, it is necessary to keep the fixing roller in a predetermined temperature control state by energizing the halogen lamp so that the image forming operation can be performed at any time even when the image forming apparatus is in a standby state (non-image output). There were problems such as a large amount.
【0007】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用い
るものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅
延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフセット等
の問題が発生していた。 b)フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭63−3
13182号公報・特開平2−157878号公報・特
開平4−44075号公報・特開平4−204980号
公報等に提案されている。
Further, in a fixing device having a particularly large heat capacity, such as the fixing device of the above-described full-color image forming apparatus, a delay occurs between the temperature control and the temperature rise of the fixing roller surface. Problems such as uneven gloss and offset have occurred. b) Fixing device of film heating system A fixing device of film heating system is disclosed in, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 13182, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1577878, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-44075, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-204980, and the like.
【0008】即ち、加熱体としてのセラミックヒータ
と、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フイル
ム(以下、フイルムまたは定着ベルトと称する)を挟ま
せてニップ部を形成させ、このニップ部のフイルムと加
圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形
成担持させた被記録材を導入して該フィルムと一緒に挟
持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒー
タの熱をフィルムを介して被記録材に与え、またニップ
部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定
着させるものである。
That is, a nip portion is formed by sandwiching a heat-resistant film (hereinafter, referred to as a film or a fixing belt) between a ceramic heater as a heating element and a pressing roller as a pressing member. By introducing a recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and supported between the film and the pressure roller of the section and holding and transporting the same together with the film, the heat of the ceramic heater in the nip portion is reduced. The unfixed toner image is applied to the recording material via the film, and the unfixed toner image is heat-pressure-fixed to the recording material surface by the pressing force of the nip portion.
【0009】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及び定着フィルムとして低熱容量の部材を
用いてオンデマンドタイプの装置を構成することがで
き、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセ
ラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた
状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形
成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスター
ト性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電
力)等の利点がある。
This film heating type fixing device can be constituted as an on-demand type device using a ceramic heater and a member having a low heat capacity as a fixing film, and a ceramic as a heat source only when the image forming apparatus performs image formation. What is necessary is just to energize the heater to generate heat to a predetermined fixing temperature, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is large. Has the advantage of being small (power saving).
【0010】ただし、最大4層のトナー画像層を十分に
加熱溶融させて混色させる能力を要求されるフルカラー
の画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、画
像を包み込んで均一に溶融するため、フイルムの外周に
ゴム弾性層を具備させる必要がある。このゴム弾性層は
熱容量が大きいためにフイルム加熱装置の特徴であるク
イックスタート性が失われてしまう。
However, a fixing device of an image forming apparatus for forming a full-color image, which is required to have a capability of sufficiently heating and melting a maximum of four toner image layers to mix colors, is required to wrap and uniformly fuse an image. It is necessary to provide a rubber elastic layer on the outer periphery of the film. Since the rubber elastic layer has a large heat capacity, the quick start characteristic which is a feature of the film heating device is lost.
【0011】また、大きな熱量が要求されるフルカラー
画像形成装置や高速機種用の定着装置としては熱供給量
に難点がある。 c)電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭51−109739号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させ
る誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電
流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させる
ことができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ロ
ーラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成
している。
Further, there is a problem in the amount of heat supply as a full-color image forming apparatus requiring a large amount of heat or a fixing device for a high-speed model. c) Fixing Device of Electromagnetic Induction Heating System JP-A-51-109739 discloses an induction heating fixing device in which current is induced in a fixing roller by magnetic flux to generate heat by Joule heat. This makes it possible to directly generate heat in the fixing roller by utilizing the generation of an induced current, and achieves a more efficient fixing process than a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source.
【0012】しかしながら、磁場発生手段としての励磁
コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着ロー
ラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エ
ネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪
いという欠点があった。
However, since the energy of the alternating magnetic flux generated by the exciting coil as the magnetic field generating means is used to raise the temperature of the entire fixing roller, heat dissipation is large, the density of fixing energy with respect to the input energy is low, and the efficiency is low. there were.
【0013】そこで、定着に作用するエネルギーを高密
度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを
接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ
部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が提案さ
れた。
Therefore, in order to obtain the energy acting on the fixing at a high density, the exciting coil is brought closer to the fixing roller as the heating element, or the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil is concentrated near the fixing nip portion. An efficient fixing device has been proposed.
【0014】図19は、励磁コイルの交番磁束分布を定
着ニップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方
式の定着装置の一例を示す概略構成図である。図19に
おいて、10は電磁誘導発熱層(導電体層、磁性体層、
抵抗体層)を有する、電磁誘導発熱する発熱回転体とし
ての円筒状の定着ベルトである。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram showing an example of an electromagnetic induction heating type fixing device in which the alternating magnetic flux distribution of the exciting coil is concentrated on the fixing nip to improve the efficiency. In FIG. 19, reference numeral 10 denotes an electromagnetic induction heating layer (a conductor layer, a magnetic layer,
A cylindrical fixing belt as a heating rotator that generates electromagnetic induction heat and has a resistance layer.
【0015】16は横断面略半円弧状樋型のベルトガイ
ド部材であり、円筒状の定着ベルト10はこのベルトガ
イド部材16の外側にルーズに外嵌させてある。15は
べルトガイド部材16の内側に配設した磁場発生手段で
あり、励磁コイル18とE型の磁性コア(芯材)17と
からなる。
Numeral 16 denotes a gutter-shaped belt guide member having a substantially semi-circular cross section. The cylindrical fixing belt 10 is loosely fitted outside the belt guide member 16. Numeral 15 denotes a magnetic field generating means disposed inside the belt guide member 16 and comprises an exciting coil 18 and an E-shaped magnetic core (core material) 17.
【0016】30は加圧部材としての弾性加圧ローラで
あり、定着ベルト10を挟ませてベルトガイド部材16
の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部N
を形成させて相互圧接させてある。上記磁場発生手段1
5の磁性コア17は定着ニップ部Nに対応位置させて配
設してある。
Numeral 30 denotes an elastic pressure roller as a pressure member, and the belt guide member 16 sandwiches the fixing belt 10 therebetween.
Nip N having a predetermined width with a predetermined pressing force against the lower surface of
Are formed and mutually pressed. The magnetic field generating means 1
The magnetic core 17 of No. 5 is disposed so as to correspond to the fixing nip portion N.
【0017】加圧ローラ30は駆動手段Mにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による該加圧ローラと定着ベルト10の外面との
摩擦力で該定着ベルトに回転力が作用して、この定着ベ
ルト10の内面が定着ニップ部Nにおいて、ベルトガイ
ド部材16の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方
向に加圧ローラ30の回転周速度にほぼ対応した周速度
をもって該ベルトガイド部材の外回りを回転状態になる
(加圧ローラ駆動方式)。
The pressure roller 30 is rotationally driven by a driving means M in a counterclockwise direction indicated by an arrow. A rotational force acts on the fixing belt due to a frictional force between the pressing roller and the outer surface of the fixing belt 10 due to the rotational driving of the pressing roller 30, and the inner surface of the fixing belt 10 The outer circumference of the belt guide member is rotated in a clockwise direction indicated by an arrow at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 while sliding in close contact with the lower surface of the member 16 (pressure roller drive system). ).
【0018】ベルトガイド部材16は、定着ニップ部N
への加圧、磁場発生手段15としての励磁コイル18と
磁性コア17の支持、定着ベルト10の支持、この定着
ベルト10の回転時の搬送安定性を図る役目をする。こ
のベルトガイド部材16は磁束の通過を妨げない絶縁性
の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられ
る。
The belt guide member 16 has a fixing nip portion N
, And supports the exciting coil 18 and the magnetic core 17 as the magnetic field generating means 15, supports the fixing belt 10, and improves the conveyance stability when the fixing belt 10 rotates. The belt guide member 16 is an insulating member that does not hinder the passage of magnetic flux, and is made of a material that can withstand a high load.
【0019】励磁コイル18は不図示の励磁回路から供
給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁
束は定着ニップ部Nの位置に対応しているE型の磁性コ
ア17により定着ニップ部Nに集中的に分布し、その交
番磁束は定着ニップ部Nにおいて定着ベルト10の電磁
誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘
導発熱層の固着抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール
熱を発生させる。
The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current supplied from an exciting circuit (not shown). The alternating magnetic flux is intensively distributed to the fixing nip N by the E-shaped magnetic core 17 corresponding to the position of the fixing nip N, and the alternating magnetic flux is applied to the electromagnetic induction heating layer of the fixing belt 10 at the fixing nip N. Generates eddy currents. This eddy current generates Joule heat in the electromagnetic induction heating layer due to the sticking resistance of the electromagnetic induction heating layer.
【0020】この定着ベルト10の電磁誘導発熱は交番
磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Nにおいて集中
的に生じて該定着ニップ部が高効率に加熱される。定着
ニップ部Nの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調
系により励磁コイル18に対する電流供給が制御される
ことで、所定の温度に維持されるように温調される。
The electromagnetically induced heat of the fixing belt 10 is intensively generated in the fixing nip N where the alternating magnetic flux is intensively distributed, and the fixing nip is heated with high efficiency. The temperature of the fixing nip N is controlled so as to be maintained at a predetermined temperature by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detecting unit (not shown).
【0021】而して、加圧ローラ30が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着ベルト10がベルトガイド部
材16の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル18
への給電により、上記のように定着ベルト10の電磁誘
導発熱がなされて、定着ニップ部Nが所定の温度に立ち
上がって温調された状態において、不図示の画像形成手
段部から搬送された未定着トナー画像tが形成された被
記録材Pは定着ニップ部Nの定着ベルト10と加圧ロー
ラ30との間に画像面が上向き、即ち定着ベルト面に対
向して導入され、定着ニップ部Nにおいて画像面が定着
ベルト10の外面に密着して該定着ベルトと一緒に定着
ニップ部Nを挟持搬送されていく。
Thus, the pressure roller 30 is driven to rotate,
Accordingly, the cylindrical fixing belt 10 rotates around the belt guide member 16 and moves from the excitation circuit to the excitation coil 18.
When the fixing nip N is raised to a predetermined temperature and the temperature is adjusted by the electromagnetic induction heating of the fixing belt 10 as described above by the power supply to the fixing belt 10, the fixing belt 10 is conveyed from an image forming unit (not shown). The recording material P on which the toner image t is formed is introduced between the fixing belt 10 and the pressure roller 30 in the fixing nip portion N with the image surface facing upward, that is, opposed to the fixing belt surface. At the time, the image surface comes into close contact with the outer surface of the fixing belt 10, and the fixing nip N is conveyed together with the fixing belt.
【0022】この定着ニップ部Nを定着ベルト10と一
緒に被記録材Pが挟持搬送されていく過程において、定
着ベルト10の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材P上
の未定着トナー画像tが加熱定着される。被記録材Pは
定着ニップ部Nを通過すると回転定着ベルト10の外面
から分離して排出搬送されていく。
In the process in which the recording material P is nipped and conveyed in the fixing nip portion N together with the fixing belt 10, the unfixed toner image t on the recording material P is heated by electromagnetic induction heating of the fixing belt 10. Is heat-fixed. When the recording material P passes through the fixing nip portion N, it is separated from the outer surface of the rotary fixing belt 10 and is discharged and conveyed.
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】クイックスタートを実
現するために、電磁誘導加熱方式の加熱装置において、
熱容量の小さい定着ベルトを採用すると、定着ベルト自
身は直接駆動をかけられる程の剛性を得るのは難しいた
め加圧ローラなどに従動する構成で定着ベルトを駆動す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to realize a quick start, in a heating device of an electromagnetic induction heating system,
When a fixing belt having a small heat capacity is employed, it is difficult to obtain a rigidity enough to directly drive the fixing belt. Therefore, the fixing belt is driven by a configuration driven by a pressure roller or the like.
【0024】そこで、加圧ローラで定着ベルトを駆動す
る電磁誘導加熱方式の加熱装置において、加圧ローラの
回転を開始時に加圧ローラと定着ベルトがスリップして
定着ベルトが回転しないと、熱容量の小さい定着ベルト
は発熱域が過昇温してしまい該定着ベルトを破損する可
能性があった。特に、発熱域がニップ外に及ぶ場合には
従来のフィルム加熱方式の定着器より遥かに昇温速度が
速いので、定着ベルトを破損する可能性が更に高かっ
た。
Therefore, in the heating device of the electromagnetic induction heating system in which the fixing belt is driven by the pressing roller, if the pressing roller and the fixing belt slip at the start of the rotation of the pressing roller and the fixing belt does not rotate, the heat capacity is reduced. In a small fixing belt, the temperature of the heat generating region may be excessively high, and the fixing belt may be damaged. In particular, when the heat generation region extends outside the nip, the temperature rise rate is much higher than that of the conventional film heating type fixing device, so that the possibility of damaging the fixing belt was further increased.
【0025】また、定着ベルトが回転してない状態で被
記録材が定着ニップに進入してきた場合、被記録材が定
着ニップを通過することができずジャムが発生する可能
性があった。
Further, when the recording material enters the fixing nip while the fixing belt is not rotating, the recording material cannot pass through the fixing nip, and a jam may occur.
【0026】また、加圧ローラで定着ベルトを駆動する
電磁誘導加熱方式の加熱装置において、加圧ローラの弾
性層が熱膨張すると、加圧ローラの外周長が長くなる。
この状態で加圧ローラ軸を定速回転させると、加圧ロー
ラの温度が上昇すると、一回転あたりの搬送距離が長く
なる。そのため、クイックスタートで使用する場合、朝
一のように室温付近から加熱を開始して加圧ローラ温度
が低い場合の被記録材の搬送速度と、連続プリント時で
加圧ローラ温度が高くなった場合の被記録材の搬送速度
とでは、紙の搬送速度が変化するという問題があった。
In the heating device of the electromagnetic induction heating type in which the fixing roller is driven by the pressing roller, when the elastic layer of the pressing roller thermally expands, the outer peripheral length of the pressing roller becomes longer.
When the pressure roller shaft is rotated at a constant speed in this state, if the temperature of the pressure roller rises, the transport distance per rotation increases. Therefore, when using the Quick Start, when the heating is started from around room temperature and the pressure roller temperature is low when the pressure roller temperature is low, and when the pressure roller temperature increases during continuous printing There is a problem that the paper transport speed changes with the transport speed of the recording material.
【0027】従来の加圧ローラ駆動の加熱装置で、定着
ニップの搬送速度が変化する画像形成装置においては、
転写ニップと定着ニップの間の距離を長くして、そこに
被記録材にループを持たせるための谷状に搬送経路をも
つことで定着ニップと転写ニップの搬送速度差を吸収す
る構成をとるものがあった。
In a conventional heating device driven by a pressure roller, in an image forming apparatus in which the conveyance speed of a fixing nip changes,
The distance between the transfer nip and the fixing nip is increased, and a transfer path is formed in a valley for providing a loop to the recording material there to absorb a difference in the transfer speed between the fixing nip and the transfer nip. There was something.
【0028】しかし、転写ニップと定着ニップの距離が
長くなるため、装置本体が大きくなってしまったり、フ
ァーストプリントタイムが長くなってしまうという問題
があった。また、コシの強い厚紙のような被記録材では
谷状の搬送経路に沿わず、転写ニップと定着ニップを直
線的に結んでしまうため、定着ニップと転写ニップの搬
送速度差を吸収できず、画像が伸びてしまう問題があっ
た。
However, since the distance between the transfer nip and the fixing nip becomes long, there is a problem that the apparatus body becomes large and the first print time becomes long. Also, in the case of a recording material such as thick paper having a strong stiffness, the transfer nip and the fixing nip are not connected along the valley-shaped transfer path, and the transfer nip and the fixing nip are linearly connected. There was a problem that the image was stretched.
【0029】また、従来の加圧ローラ駆動の加熱装置
で、プリント枚数から加圧ローラ温度を予測し、加圧ロ
ーラの回転速度を変化させることで転写ニップと定着ニ
ップの距離を短くして、画像の伸びを防止する工夫がな
された画像形成装置もあるが、すべての環境や被記録材
の種類に対して予測することは難しく、予測が合わない
場合に画像が伸びてしまうという問題があった。
Further, with a conventional heating device driven by a pressure roller, the temperature of the pressure roller is predicted from the number of prints, and the rotation speed of the pressure roller is changed to shorten the distance between the transfer nip and the fixing nip. Although some image forming apparatuses have been devised to prevent the image from growing, it is difficult to make predictions for all environments and types of recording materials. Was.
【0030】白黒の画像形成装置または、カラー画像形
成装置でも中間転写体を用いてカラー画像が一括して被
記録材に転写されるような場合には、画像が伸びるとい
う問題であるが、カラー画像形成装置でも、定着ベルト
上に複数の感光体をタンデムに並べ順次トナー画像を被
記録材に転写するような場合には、被記録材は複数の転
写ニップにまたがった状態で定着ニップに進入する場合
がある。
In a monochrome image forming apparatus or a color image forming apparatus, when a color image is collectively transferred to a recording material using an intermediate transfer member, the image is stretched. Even in an image forming apparatus, when a plurality of photoconductors are arranged in tandem on a fixing belt and a toner image is sequentially transferred to a recording material, the recording material enters the fixing nip while straddling a plurality of transfer nips. May be.
【0031】この状態で、定着ニップにおける被記録材
搬送速度が変化した場合は色ずれの発生となり、より画
像品質を著しく低下させてしまう場合がある。タンデム
型のカラー画像形成装置においては感光ドラムを複数個
ほぼ一列に並べる必要があるため、最終転写ニップと定
着間の距離を搬送速度変化を吸収できるだけの距離をと
ると、装置が大型化してしまうという問題があった。
In this state, if the recording material conveyance speed at the fixing nip changes, color misregistration may occur, and the image quality may be significantly reduced. In a tandem type color image forming apparatus, it is necessary to arrange a plurality of photosensitive drums substantially in a line, so if the distance between the final transfer nip and the fixing is set to be large enough to absorb a change in the conveying speed, the apparatus becomes large. There was a problem.
【0032】そこで本発明は上記のような問題を解消す
るためになされたもので、弾性層を有する駆動ローラと
しての加圧ローラ駆動による電磁誘導発熱方式の加熱装
置において、定着ベルトの回転検知を安価な構成で実現
することで、定着ベルトの破損を防止する。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem. In a heating device of an electromagnetic induction heating system driven by a pressure roller as a driving roller having an elastic layer, rotation of a fixing belt is detected. By realizing it with an inexpensive configuration, damage to the fixing belt is prevented.
【0033】また、定着ベルトの回転速度を検知して、
定着ベルトの回転速度の変化を加圧ローラの回転速度に
フィードバックすることで、加圧ローラの外径変化によ
る被記録材搬送速度の変化を補正して、被記録材を安定
した速度で搬送できる加熱装置を提供することを目的と
する。
Further, by detecting the rotation speed of the fixing belt,
By feeding back the change in the rotation speed of the fixing belt to the rotation speed of the pressure roller, the change in the conveyance speed of the recording material due to the change in the outer diameter of the pressure roller can be corrected, and the recording material can be conveyed at a stable speed. It is an object to provide a heating device.
【0034】像加熱装置として、上記加熱装置を備え、
高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提
供することを目的とする。
As the image heating device, the above-mentioned heating device is provided.
It is an object to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image.
【0035】[0035]
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を有
することを特徴とする加熱装置および画像形成装置であ
る。 (1)磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱する発
熱回転体と、前記発熱回転体を摩擦力により駆動する弾
性層を有する駆動回転体と、前記発熱回転体の回転を検
知する回転検知手段を有する加熱装置において、前記回
転検知手段を用いて回転速度を検出し、この検出した回
転速度を元に前記駆動回転体の回転速度を制御すること
を特徴とする加熱装置。 (2)前記駆動回転体は前記発熱回転体と相互圧接して
ニップ部を形成する加圧回転体であることを特徴とする
(1)記載の加熱装置。 (3)前記発熱回転体表面に回転検知パターンを形成し
たことを特徴とする(1)または(2)記載の加熱装
置。 (4)前記発熱回転体とともに回転する補助部材に回転
検知パターンを形成したことを特徴とする(1)または
(2)記載の加熱装置。 (5)前記発熱回転体の回転を直接伝達される伝達手段
を設け、前記伝達手段に前記回転検知パターンを形成し
たことを特徴とする(1)または(2)記載の加熱装
置。 (6)前記回転検知パターンから前記回転検知手段を用
いて回転速度を検出することを特徴とする(3)から
(5)のうちのいずれか1項記載の加熱装置。 (7)前記発熱回転体は無端ベルトであることを特徴と
する(1)から(6)のうちのいずれか1項記載の加熱
装置。 (8)前記無端ベルトの発熱域を二ップ部の被記録材の
進入側上方に位置させたことを特徴とする(7)記載の
加熱装置。 (9)前記回転検知手段は被記録材の搬送状態を同時に
検知できることを特徴とする(1)から(7)のうちの
いずれか1項記載の加熱装置。 (10)前記駆動回転体が回転しているにもかかわらず
前記発熱回転体の回転が検知されない場合、前記発熱回
転体の発熱を停止することと前記駆動回転体の回転を停
止することをを特徴とする(1)から(8)うちのいず
れか1項記載の加熱装置。 (11)被記録材に画像を形成する画像形成手段と、
(1)から(10)のうちのいずれか1項記載の加熱装
置を具備し、前記加熱装置を前記画像形成手段により被
記録材上に形成した画像を加熱処理する像加熱装置とし
て備えたことを特徴とする画像形成装置。 (12)被記録材に画像を形成する画像形成手段が複数
あり、前記被記録材に画像を形成する部位の1カ所以上
と前記ニップ部が同時に前記被記録材を挟持搬送するこ
とを特徴とする(11)記載の画像形成装置。 (13)前記被記録材は略垂直に搬送されることを特徴
とする(11)または(12)記載の画像形成装置。
According to the present invention, there is provided a heating apparatus and an image forming apparatus having the following constitution. (1) A heating rotator that generates electromagnetic induction by the action of a magnetic field of a magnetic field generating means, a driving rotator that has an elastic layer that drives the heating rotator by frictional force, and rotation detection that detects rotation of the heating rotator. A heating apparatus comprising: means for detecting a rotation speed using the rotation detection means; and controlling the rotation speed of the driving rotator based on the detected rotation speed. (2) The heating device according to (1), wherein the driving rotator is a pressurizing rotator that forms a nip portion by mutual pressure contact with the heat generating rotator. (3) The heating device according to (1) or (2), wherein a rotation detection pattern is formed on the surface of the heating rotator. (4) The heating device according to (1) or (2), wherein a rotation detection pattern is formed on an auxiliary member that rotates together with the heating rotator. (5) The heating device according to (1) or (2), wherein a transmission unit for directly transmitting the rotation of the heating rotator is provided, and the rotation detection pattern is formed on the transmission unit. (6) The heating device according to any one of (3) to (5), wherein a rotation speed is detected from the rotation detection pattern using the rotation detection unit. (7) The heating device according to any one of (1) to (6), wherein the heating rotary body is an endless belt. (8) The heating device according to (7), wherein the heat generation area of the endless belt is located above the entry side of the recording material in the nip portion. (9) The heating device according to any one of (1) to (7), wherein the rotation detecting unit can simultaneously detect a conveyance state of the recording material. (10) When the rotation of the heating rotator is not detected even though the driving rotator is rotating, stopping the heat generation of the heating rotator and stopping the rotation of the driving rotator are described. The heating device according to any one of (1) to (8), which is characterized in that: (11) an image forming means for forming an image on a recording material;
A heating device according to any one of (1) to (10), wherein the heating device is provided as an image heating device for heating an image formed on a recording material by the image forming means. An image forming apparatus comprising: (12) There is a plurality of image forming means for forming an image on the recording material, and at least one of the portions for forming an image on the recording material and the nip portion simultaneously pinch and transport the recording material. The image forming apparatus according to (11). (13) The image forming apparatus according to (11) or (12), wherein the recording material is transported substantially vertically.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】(第1の実施例) 定着装置(加熱装置)100 図1は、本発明加熱装置による定着装置100を示す要
部の正面模型図、図2は図1における要部の横断側面模
型図、図3は要部の縦断正面模型図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Fixing Device (Heating Device) 100 FIG. 1 is a schematic front view of a main part of a fixing device 100 using a heating device of the present invention, and FIG. 2 is a main portion in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional front view of a main part.
【0037】この加熱装置100は図19に示した従来
装置と同様に、円筒状の電磁誘導発熱性ベルトを用い
た、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置であ
る。図19の装置と共通の構成部材部分には同一の符号
を付して再度の説明を省略する。
The heating device 100 is a pressure roller driving system and an electromagnetic induction heating system using a cylindrical electromagnetic induction heating belt, similarly to the conventional apparatus shown in FIG. The same components as those of the apparatus of FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
【0038】磁場発生手段は磁性コア17a・17b及
び励磁コイル18からなる。磁性コア17a・17bは
高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等とい
ったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ま
しくは100kHz以上でも損失の少ないフェライトを
用いるのがよい。励磁コイル18には給電部18a・1
8bに励磁回路27(図4)を接続してある。この励磁
回路27は20kHzから500kHzの高周波をスイ
ッチング電源で発生できるようになっている。励磁コイ
ル18は励磁回路27から供給される交番電流(高周波
電流)によって交番磁束を発生する。
The magnetic field generating means comprises magnetic cores 17a and 17b and an exciting coil 18. The magnetic cores 17a and 17b are members having a high magnetic permeability, and are preferably made of a material used for a transformer core such as ferrite or permalloy, and more preferably ferrite which has little loss even at 100 kHz or more. The exciting coil 18 has a feeder 18a
The excitation circuit 27 (FIG. 4) is connected to 8b. The excitation circuit 27 can generate a high frequency of 20 kHz to 500 kHz by a switching power supply. The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current (high-frequency current) supplied from the exciting circuit 27.
【0039】16a,16bは横断面略半円弧状樋型の
ベルトガイド部材であり、開口側を互いに向かい合わせ
て略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導性発熱ベ
ルトである定着ベルト10をルーズに外嵌させてある。
前記ベルトガイド部材16aは、磁場発生手段としての
磁性コア17a・17bと励磁コイル18を内側に保持
している。
Reference numerals 16a and 16b denote belt guide members of a trough type having a semi-circular cross section having a substantially semicircular arc shape. 10 is loosely fitted.
The belt guide member 16a holds magnetic cores 17a and 17b as magnetic field generating means and an exciting coil 18 inside.
【0040】22はベルトガイド部材16bの内面平面
部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイであ
る。19は磁性コア17a・17b及び励磁コイル18
と加圧用剛性ステイ22の間を絶縁するための絶縁部材
である。加圧用剛性ステイ22の両端部と装置シャーシ
側との間にそれぞれ加圧バネ25a・25bを縮設する
ことで加圧用剛性ステイ22に押し下げ力を作用させて
いる。これによりベルトガイド部材16aの下面と加圧
ローラ30の上面とが定着ベルト10を挟んで圧接して
所定幅の定着ニップ部Nが形成される。
Reference numeral 22 denotes a horizontally long pressing rigid stay disposed in contact with the inner flat surface of the belt guide member 16b. 19 is a magnetic core 17a / 17b and an exciting coil 18
It is an insulating member for insulating between the pressurizing rigid stay 22 and the pressing rigid stay 22. Pressing springs 25a and 25b are respectively contracted between both ends of the pressing rigid stay 22 and the apparatus chassis side, thereby applying a pressing force to the pressing rigid stay 22. As a result, the lower surface of the belt guide member 16a and the upper surface of the pressure roller 30 are pressed against each other with the fixing belt 10 interposed therebetween, thereby forming a fixing nip portion N having a predetermined width.
【0041】加圧ローラ30は駆動手段Mにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ30の回
転駆動による前記加圧ローラ30と定着ベルト10の外
面との摩擦力で該定着ベルトに回転力が作用し、前記定
着ベルト10の内面が定着ニップNにおいて、摺動部材
40の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加
圧ローラ30の回転周速度にほぼ対応した周速度をもっ
て、ベルトガイド部材16a,16bの外回りを回転状
態になる。
The pressure roller 30 is rotationally driven by a driving means M in the counterclockwise direction shown by the arrow. A rotational force acts on the fixing belt by the frictional force between the pressing roller 30 and the outer surface of the fixing belt 10 due to the rotational driving of the pressing roller 30, and the inner surface of the fixing belt 10 is a sliding member at the fixing nip N. The outer circumference of the belt guide members 16a and 16b is rotated at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 30 in the clockwise direction indicated by the arrow while sliding in close contact with the lower surface of the belt 40.
【0042】この場合、定着ニップ部Nにおける摺動部
材40の下面と定着ベルト10の内面との相互摺動摩擦
力を低減化させるために定着ニップ部Nの摺動部材40
の下面と定着ベルト10の内面との間に耐熱性グリスな
どの潤滑剤を介在させることもできる。これは、摺動部
材40としてアルミナを用いた場合のように表面滑り性
が材質的によくない或いは仕上げ加工を簡素化した場合
に、摺動する定着ベルト10に傷をつけて定着ベルト1
0の耐久性が悪化してしまうことを防ぐものである。
In this case, in order to reduce the mutual sliding friction force between the lower surface of the sliding member 40 and the inner surface of the fixing belt 10 at the fixing nip N, the sliding member 40 of the fixing nip N
A lubricant such as heat-resistant grease may be interposed between the lower surface of the fixing belt 10 and the inner surface of the fixing belt 10. This is because when the surface sliding property is not good in material such as the case where alumina is used as the sliding member 40 or when the finishing process is simplified, the sliding fixing belt 10 is damaged and the fixing belt 1 is damaged.
This is to prevent the durability of No. 0 from deteriorating.
【0043】加圧部材としての加圧ローラ30は、芯金
30aと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させたシリコーンゴム・フッ素ゴムなどの耐熱性・弾
性材層30bと、表層に設けたフッ素樹脂などの離型性
の良い離型層30cとの構成であり、芯金30aの両端
部を装置のシャーシ側板金間に回転自由に軸受け29a
・29bで保持させて配設してある。
The pressure roller 30 as a pressure member includes a core metal 30a, and a heat-resistant and elastic material layer 30b such as silicone rubber or fluorine rubber which is formed and coated concentrically around the core metal as a roller. It has a structure with a release layer 30c such as a fluororesin provided on the surface layer and having good releasability. Both ends of the core metal 30a are rotatably supported between the chassis side metal plates of the apparatus.
・ It is arranged to be held by 29b.
【0044】フランジ部材23a・23bは定着ベルト
10の両端に固定して取り付けられている。また、ベル
トガイド部材16a・16bのアセンブリの左右両端部
に外嵌し、前記左右位置をフランジ規制部材24a・2
4bで規制しつつ回転自在に取り付け、定着ベルト10
の回転時に該定着ベルトの端部を円形状で受けて、定着
ベルト10のベルトガイド部材長手に沿う寄り移動を規
制するとともに定着ベルト端部の破損防止の役目をす
る。
The flange members 23a and 23b are fixedly attached to both ends of the fixing belt 10. The belt guide members 16a and 16b are externally fitted to both left and right ends of the assembly, and the left and right positions are adjusted by the flange regulating members 24a and
The fixing belt 10 is rotatably mounted while being regulated by 4b.
During rotation of the fixing belt, the fixing belt 10 receives the end of the fixing belt in a circular shape to regulate the shifting of the fixing belt 10 along the length of the belt guide member and to prevent the fixing belt end from being damaged.
【0045】図5に示すように、ベルトガイド部材16
aの周面に、その長手方向に所定の間隔を置いて凸リブ
部16eを形成具備させ、ベルトガイド部材16aの周
面と定着ベルト10の内面との接触摺動抵抗を低減させ
て定着ベルト10の回転負荷を少なくしている。このよ
うな凸リブ部はベルトガイド部材16bにも同様に形成
具備することができる。
As shown in FIG. 5, the belt guide member 16
A convex rib portion 16e is formed on the peripheral surface of the fixing belt 10 at predetermined intervals in the longitudinal direction of the fixing belt 10 to reduce contact sliding resistance between the peripheral surface of the belt guide member 16a and the inner surface of the fixing belt 10. 10, the rotational load is reduced. Such a convex rib portion can be similarly formed and provided on the belt guide member 16b.
【0046】図5は交番磁束の発生の様子を模式的に表
したものである。磁束Cは発生した交番磁束の一部を表
す。図5(a)に示すように、磁性コア17a・17b
に導かれた交番磁束(C)は、磁性コア17aと磁性コ
ア17bとの間において定着ベルト10の電磁誘導発熱
層1に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱
層1の固有抵抗によって該電磁誘導発熱層にジュール熱
(渦電流損)を発生させる。ここでの発熱量Qは電磁誘
導発熱層1を通る磁束の密度によって決まり図5のグラ
フような分布を示す。図5(b)に示すグラフは、縦軸
が磁性コア17aの中心を0とした角度θで表した定着
ベルト10における円周方向の位置を示し、横軸が定着
ベルト10の電磁誘導発熱層1での発熱量Qを示す。こ
こで、発熱域Hは最大発熱量をQとした場合、発熱量が
Q/e以上の領域と定義する。これは、定着に必要な発
熱量が得られる領域である。
FIG. 5 schematically shows how the alternating magnetic flux is generated. The magnetic flux C represents a part of the generated alternating magnetic flux. As shown in FIG. 5A, the magnetic cores 17a and 17b
The alternating magnetic flux (C) guided to the magnetic core 17a generates an eddy current in the electromagnetic induction heating layer 1 of the fixing belt 10 between the magnetic core 17a and the magnetic core 17b. This eddy current generates Joule heat (eddy current loss) in the electromagnetic induction heating layer due to the specific resistance of the electromagnetic induction heating layer 1. The heat value Q here is determined by the density of the magnetic flux passing through the electromagnetic induction heating layer 1, and has a distribution as shown in the graph of FIG. In the graph shown in FIG. 5B, the vertical axis shows the position in the circumferential direction of the fixing belt 10 represented by an angle θ where the center of the magnetic core 17 a is 0, and the horizontal axis shows the electromagnetic induction heating layer of the fixing belt 10. The calorific value Q at 1 is shown. Here, the heating area H is defined as an area where the heating value is Q / e or more, where Q is the maximum heating value. This is an area where a heat value required for fixing can be obtained.
【0047】この定着ニップ部Nの温度は、不図示の温
度検知手段を含む温調系により励磁コイル18に対する
電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるよ
うに温調される。26は定着ベルト10の温度を検知す
るサーミスタなどの温度センサであり、本例においては
温度センサ26で測定した定着ベルト10の温度情報を
もとに定着ニップ部Nの温度を制御するようにしてい
る。
The temperature of the fixing nip N is controlled such that a predetermined temperature is maintained by controlling the current supply to the exciting coil 18 by a temperature control system including a temperature detecting means (not shown). Reference numeral 26 denotes a temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of the fixing belt 10. In this embodiment, the temperature of the fixing nip N is controlled based on the temperature information of the fixing belt 10 measured by the temperature sensor 26. I have.
【0048】而して、定着ベルト10が回転し、励磁回
路27から励磁コイル18への給電により上記のように
定着ベルト10の電磁誘導発熱がなされて、定着ニップ
部Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態におい
て、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像t
の形成された被記録材Pが定着ニップ部Nの定着ベルト
10と加圧ローラ30との間に画像面が上向き、即ち定
着ベルト面に対向して導入され、定着ニップ部Nにおい
て画像面が定着ベルト10の外面に密着して定着ベルト
10と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。こ
の定着ニップ部Nを定着ベルト10と一緒に被記録材P
が挟持搬送されていく過程において、定着ベルト10の
電磁誘導発熱で加熱されて被記録材P上の未定着トナー
画像tが加熱定着される。被記録材Pは定着ニップ部N
を通過すると、回転定着ベルト10の外面から分離して
排出搬送されていく。被記録材上の加熱定着トナー画像
は定着ニップ部通過後、冷却して永久固着像となる。
As the fixing belt 10 rotates, the electromagnetic induction heat of the fixing belt 10 is generated as described above by the power supply from the excitation circuit 27 to the excitation coil 18, and the fixing nip N rises to a predetermined temperature. Unfixed toner image t conveyed from the image forming unit in the state where the temperature is adjusted
Is formed between the fixing belt 10 and the pressure roller 30 in the fixing nip portion N with the image surface facing upward, that is, opposed to the fixing belt surface. The fixing nip N is conveyed together with the fixing belt 10 in close contact with the outer surface of the fixing belt 10. This fixing nip portion N is fixed to the recording material P together with the fixing belt 10.
Is heated by the electromagnetic induction heat of the fixing belt 10, and the unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed. The recording material P is a fixing nip N
, The sheet is separated from the outer surface of the rotary fixing belt 10 and is discharged and conveyed. After passing through the fixing nip, the heat-fixed toner image on the recording material is cooled and becomes a permanent fixed image.
【0049】本例においては、図6に示すように、定着
ベルト10の発熱域Hの対向位置に、暴走時の励磁コイ
ル18への給電を遮断する温度検知素子であるサーモス
イッチ50を配設している。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a thermo-switch 50, which is a temperature detecting element for interrupting power supply to the exciting coil 18 during runaway, is provided at a position facing the heat generating area H of the fixing belt 10. are doing.
【0050】図6は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。温度検知素子であるサーモスイッチ50は十24
VDC電源とリレースイッチ51と直列に接続されてお
り、サーモスイッチ50が切れると、リレースイッチ5
1への給電が遮断され、リレースイッチ51が動作し、
励磁回路27への給電が遮断されることにより、励磁コ
イル18への給電を遮断する構成をとっている。サーモ
スイッチ50はOFF動作温度を220℃に設定した。
FIG. 6 is a circuit diagram of the safety circuit used in this example. Thermo switch 50 which is a temperature detecting element has
The VDC power supply and the relay switch 51 are connected in series.
1 is cut off, the relay switch 51 operates,
When the power supply to the excitation circuit 27 is cut off, the power supply to the excitation coil 18 is cut off. The thermoswitch 50 set the OFF operation temperature to 220 ° C.
【0051】また、サーモスイッチ50は定着ベルト1
0の発熱域Hに対向して定着ベルト10の外面に非接触
に配設し、サーモスイッチ50と定着ベルト10との間
の距離は略1mmとした。これにより、定着ベルト10
にサーモスイッチ50の接触による傷が付くことがな
く、耐久による定着画像の劣化を防止することができ
る。
The thermoswitch 50 is connected to the fixing belt 1.
The fixing switch 10 is disposed in a non-contact manner on the outer surface of the fixing belt 10 so as to face the heat generating region H of 0, and the distance between the thermoswitch 50 and the fixing belt 10 is approximately 1 mm. Thereby, the fixing belt 10
Therefore, it is possible to prevent the fixed image from being damaged due to the durability.
【0052】本例によれば、定着ベルト10の発熱域H
を定着ニップ部Nの被記録材Pの進入側上方に位置させ
たので、装置故障による定着装置暴走時、図19に示し
た従来装置のような定着ニップNで発熱する構成とは違
い、定着ニップNに紙が挟まった状態で定着器が停止
し、励磁コイル18に給電が続けられ定着ベルト10が
発熱し続けた場合でも、紙が挟まっている定着ニップ部
Nでは発熱していないために紙が直接加熱されることが
ない。また、発熱量が多い発熱域Hには、サーモスイッ
チ50が配設してあるため、サーモスイッチ50が22
0℃を感知して、サーモスイッチが切れた時点で、リレ
ースイッチ51により励磁コイル18への給電が遮断さ
れる。
According to this embodiment, the heat generation area H of the fixing belt 10
Is positioned above the entry side of the recording material P in the fixing nip portion N, unlike a configuration in which heat is generated in the fixing nip N as in the conventional device shown in FIG. Even when the fixing device stops with the paper sandwiched in the nip N, the power supply to the exciting coil 18 is continued, and the fixing belt 10 continues to generate heat, no heat is generated in the fixing nip portion N where the paper is sandwiched. The paper is not directly heated. In addition, since the thermo switch 50 is provided in the heat generation region H where the heat generation amount is large, the thermo switch 50
When 0 ° C. is sensed and the thermo switch is turned off, the power supply to the exciting coil 18 is cut off by the relay switch 51.
【0053】本例によれば、紙の発火温度は約400℃
近辺であるため、紙が発火することなく、定着ベルト1
0の発熱を停止することができる。温度検知素子として
サーモスイッチのほかに温度ヒューズを用いることもで
きる。
According to this example, the ignition temperature of the paper is about 400 ° C.
Because it is near, the paper does not ignite and the fixing belt 1
Zero heat generation can be stopped. A temperature fuse may be used as the temperature detection element in addition to the thermoswitch.
【0054】本例ではトナーtに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止の
ためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を
含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布
機構を設けてもよい,また、低軟化物質を含有させたト
ナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行って
もよい。A)励磁コイル18励磁コイル18はコイル
(線輸)を構成させる導線(電線)として、一本ずつが
それぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの
(束線)を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成
している。本例では10ターン巻いて励磁コイル18を
形成している。
In the present embodiment, the toner containing a low softening substance is used in the toner t. Therefore, the fixing device does not have an oil application mechanism for preventing offset, but the toner does not contain the low softening substance. In this case, an oil application mechanism may be provided, and oil application or cooling / separation may be performed even when a toner containing a low softening substance is used. A) Excitation Coil 18 The excitation coil 18 uses a bundle (bundle) of a plurality of copper thin wires, each of which is individually insulated and coated, as a conductive wire (electric wire) constituting a coil (wire transfer). The exciting coil is formed by winding a plurality of times. In this example, the exciting coil 18 is formed by winding 10 turns.
【0055】絶縁被覆は定着ベルト10の発熱による熱
伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。
たとえば、ポリアミドイミドやポリイミドなどの被覆を
用いるとよい。励磁コイル18は外部から圧力を加えて
密集度を向上させてもよい。
As the insulating coating, a coating having heat resistance is preferably used in consideration of heat conduction due to heat generated by the fixing belt 10.
For example, a coating of polyamideimide or polyimide may be used. The excitation coil 18 may improve the density by applying pressure from the outside.
【0056】励磁コイル18の形状は、図5(a)に示
すように発熱層1の曲面に沿うようにしている。本例で
は定着ベルト10の発熱層と励磁コイル18との間の距
離は略2mmになるように設定した。励磁コイル保持部
材19の材質としては絶縁性に優れ、耐熱性がよいもの
がよい。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、P
EEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、P
TFE樹脂、FEP樹脂、LCP樹脂などを選択すると
よい。
The shape of the exciting coil 18 is set along the curved surface of the heating layer 1 as shown in FIG. In this embodiment, the distance between the heat generating layer of the fixing belt 10 and the exciting coil 18 is set to be approximately 2 mm. As the material of the excitation coil holding member 19, a material having excellent insulation properties and good heat resistance is preferable. For example, phenol resin, fluorine resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamide imide resin, P
EEK resin, PES resin, PPS resin, PFA resin, P
It is preferable to select TFE resin, FEP resin, LCP resin, or the like.
【0057】磁性コア17a・17b及び励磁コイル1
8と、定着ベルト10の発熱層1の間の距離はできる限
り近づけた方が磁束の吸収効率が高いのであるが、この
距離が5mmを越えるとこの効率が著しく低下するた
め、5mm以内にするのがよい。また、5mm以内であ
れば、定着ベルト10の発熱層1と励磁コイル18の距
離が一定である必要はない。
Magnetic cores 17a and 17b and exciting coil 1
8 and the heat generating layer 1 of the fixing belt 10 are closer to each other as much as possible, the magnetic flux absorption efficiency is higher. However, when this distance exceeds 5 mm, the efficiency is remarkably reduced. Is good. If the distance is within 5 mm, the distance between the heating layer 1 of the fixing belt 10 and the exciting coil 18 does not need to be constant.
【0058】励磁コイル18の励磁コイル保持部材19
からの引出線すなわち18a・18b(図4)について
は、励磁コイル保持部材19から外の部分について束線
の外側に絶縁被覆を施している。 B)定着ベルト10 図7は本例における定着ベルト10の層構成模型図であ
る。本例の定着ベルト10は、電磁誘導発熱性の定着ベ
ルト10の基層となる金属ベルト等でできた発熱層1
と、その外面に積層した弾性層2と、その外面に積層し
た離型層3の複合構造のものである。発熱層1と弾性層
2との間の接着、弾性層2と離型層3との間の接着のた
め、各層間にプライマー層(不図示)を設けてもよい。
略円筒形状である定着ベルト10において発熱層1が内
面側であり、離型層3が外面側である。前述したよう
に、発熱層1に交番磁束が作用することで前記発熱層1
に渦電流が発生して該発熱層が発熱する。その熱が弾性
層2・離型層3を介して定着ベルト10を加熱し、前記
定着ニップNに通紙される被加熱材としての被記録材P
を加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
Excitation coil holding member 19 of excitation coil 18
4, that is, 18 a and 18 b (FIG. 4), the outside of the bundled wire is insulated for portions outside the excitation coil holding member 19. B) Fixing Belt 10 FIG. 7 is a schematic diagram of a layer configuration of the fixing belt 10 in this example. The fixing belt 10 of the present embodiment has a heating layer 1 made of a metal belt or the like which is a base layer of the fixing belt 10 of electromagnetic induction heat generation.
And an elastic layer 2 laminated on its outer surface and a release layer 3 laminated on its outer surface. A primer layer (not shown) may be provided between each layer for adhesion between the heat generating layer 1 and the elastic layer 2 and adhesion between the elastic layer 2 and the release layer 3.
In the fixing belt 10 having a substantially cylindrical shape, the heat generating layer 1 is on the inner surface side, and the release layer 3 is on the outer surface side. As described above, the alternating magnetic flux acts on the heat generating layer 1 so that the heat generating layer 1
Then, an eddy current is generated and the heat generating layer generates heat. The heat heats the fixing belt 10 via the elastic layer 2 and the release layer 3, and the recording material P as the heating material passed through the fixing nip N
Is heated to heat and fix the toner image.
【0059】a.発熱層1 発熱層1はニッケル、鉄、強磁性SUS、ニッケル−コ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。非
磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良
いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル
合金等の金属が良い。
A. Heating Layer 1 The heating layer 1 is preferably made of a ferromagnetic metal such as nickel, iron, ferromagnetic SUS, and nickel-cobalt alloy. A non-magnetic metal may be used, but a metal such as nickel, iron, magnetic stainless steel, or a cobalt-nickel alloy, which has good magnetic flux absorption, is more preferable.
【0060】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ200μm以下にすることが好ましい。表皮深
さσ[m]は、励磁回路の周波数f[Hz]と透磁率μ
と固有抵抗ρ[Ωm]で σ=503×(ρ/fμ)1/2 と表される。
It is preferable that the thickness is larger than the skin depth represented by the following formula and 200 μm or less. The skin depth σ [m] is determined by the frequency f [Hz] of the excitation circuit and the magnetic permeability μ.
Is expressed as σ = 503 × (ρ / fμ) 1/2 with the specific resistance ρ [Ωm].
【0061】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は1/e以下になっており、逆にいうと殆どのエネル
ギーはこの深さまでで吸収されている(図9)。
This indicates the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction. At a depth deeper than this, the intensity of the electromagnetic waves is 1 / e or less. (FIG. 9).
【0062】発熱層1の厚さは好ましくは1〜100μ
mがよい。発熱層1の厚みが1μmよりも小さいとほと
んどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪く
なる。また、発熱層1が100μmを超えると剛性が高
くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用す
るには現実的ではない。従って、発熱層1の厚みは1〜
100μmが好ましい。
The thickness of the heat generating layer 1 is preferably 1 to 100 μm.
m is good. If the thickness of the heat generating layer 1 is smaller than 1 μm, most of the electromagnetic energy cannot be absorbed, so that the efficiency is deteriorated. On the other hand, if the heating layer 1 has a thickness of more than 100 μm, the rigidity becomes too high, and the flexibility deteriorates, which is not practical for use as a rotating body. Therefore, the thickness of the heating layer 1 is 1 to
100 μm is preferred.
【0063】b.弾性層2 弾性層2は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。弾性層2の厚さは10〜500μmが好ましい。
この弾性層2は定着画像晶質を保証するために必要な厚
さである。
B. Elastic Layer 2 The elastic layer 2 is made of silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber, or the like, and has good heat resistance and good thermal conductivity. The thickness of the elastic layer 2 is preferably from 10 to 500 μm.
The elastic layer 2 has a thickness necessary to ensure the crystal quality of the fixed image.
【0064】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材P上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー
層の凹凸に加熱面(離型層3)が追従できないと加熱ム
ラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光
沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、
伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。
When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, especially for a photographic image. In this case, if the heating surface (the release layer 3) cannot follow the unevenness of the recording material or the unevenness of the toner layer, uneven heating occurs, and uneven gloss occurs in the image in portions where the amount of heat transfer is large and small. Areas with a large amount of heat transfer have high gloss,
The glossiness is low in portions where the amount of heat transfer is small.
【0065】弾性層2の厚さとしては、10μm以下で
は被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像
光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層2が1000
μm以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなり、クイ
ックスタートを実現するのが難しくなる。より好ましく
は弾性層2の厚みは50〜500μmがよい。
When the thickness of the elastic layer 2 is 10 μm or less, the unevenness of the recording material or the toner layer cannot be completely followed, and uneven image gloss occurs. Also, if the elastic layer 2 is 1000
If it is more than μm, the thermal resistance of the elastic layer becomes large, and it is difficult to realize quick start. More preferably, the thickness of the elastic layer 2 is preferably 50 to 500 μm.
【0066】弾性層2の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ム
ラが発生してしまう。そこで、弾性層2の硬度としては
60゜(JIS−A)以下、より好ましくは45゜(J
IS−A)以下がよい。
If the hardness of the elastic layer 2 is too high, the elasticity of the elastic layer 2 cannot follow irregularities of the recording material or the toner layer, resulting in uneven image gloss. Therefore, the hardness of the elastic layer 2 is 60 ° (JIS-A) or less, more preferably 45 ° (J-A).
IS-A) The following is preferred.
【0067】弾性層2の熱伝導率λに関しては、 2.5×10−3〜8.4×10−3[W/cm・°
C](6×10-4〜2×10-3[ca1/cm・sec
・deg]) がよい。
The thermal conductivity λ of the elastic layer 2 is 2.5 × 10 −3 to 8.4 × 10 −3 [W / cm · °
C] (6 × 10 -4 to 2 × 10 -3 [ca1 / cm · sec]
Deg]) is good.
【0068】熱伝導率λが 2.5×10−3[W/cm・°C](6×10-4[c
a1/cm・sec・deg]) よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着ベルトの
表層(離型層3)における温度上昇が遅くなる。
The thermal conductivity λ is 2.5 × 10 −3 [W / cm · ° C.] (6 × 10 −4 [c
a1 / cm · sec · deg]), the thermal resistance is large, and the temperature rise in the surface layer (release layer 3) of the fixing belt becomes slow.
【0069】熱伝導率λが 8.4×10−3[W/cm・°C](2×10-3[c
a1/cm・sec・deg]) よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮
永久歪みが悪化する。
When the thermal conductivity λ is 8.4 × 10 −3 [W / cm · ° C.] (2 × 10 −3 [c
a1 / cm · sec · deg]), the hardness becomes too high or the compression set becomes worse.
【0070】よって熱伝導率λは 2.5×10−3[W/cm・°C](6×10-4[c
a1/cm・sec・deg])〜8.4×10
−3[W/cm・°C](2×10-3[ca1/cm・
sec・deg])がよい。
Therefore, the thermal conductivity λ is 2.5 × 10 −3 [W / cm · ° C.] (6 × 10 −4 [c
a1 / cm · sec · deg]) ~ 8.4 × 10
-3 [W / cm · ° C] (2 × 10 -3 [ca1 / cm ·
sec · deg]).
【0071】より好ましくは 3.3×10−3[W/cm・°C](8×10-4[c
a1/cm・sec・deg])〜6.3×10
−3[W/cm・°C](1.5×10-3[ca1/c
m・sec・deg]) がよい。
More preferably, 3.3 × 10 −3 [W / cm · ° C.] (8 × 10 −4 [c
a1 / cm · sec · deg]) ~ 6.3 × 10
−3 [W / cm · ° C.] (1.5 × 10 −3 [ca1 / c]
m · sec · deg]).
【0072】c.離型層3 離型層3はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリ
コーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA,P
TFE,FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択
することができる。
C. Release Layer 3 Release layer 3 is made of fluororesin, silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, silicone rubber, PFA, P
A material having good releasability and heat resistance, such as TFE and FEP, can be selected.
【0073】離型層3の厚さは1〜100μmが好まし
い。離型層3の厚さが1μmよりも小さいと塗膜の塗ム
ラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足すると
いった問題が発生する。また、離型層が100μmを超
えると、熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹
脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層2の
効果がなくなってしまう。
The thickness of the release layer 3 is preferably 1 to 100 μm. If the thickness of the release layer 3 is less than 1 μm, there arises a problem that uneven coating of the coating film causes a part having poor releasability or insufficient durability. On the other hand, if the thickness of the release layer exceeds 100 μm, there is a problem that heat conduction is deteriorated. In particular, in the case of a resin-based release layer, the hardness becomes too high, and the effect of the elastic layer 2 is lost.
【0074】また図8に示すように、定着ベルト10の
構成において、発熱層1のベルトガイド面側(発熱層1
の弾性層2とは反対面側)に断熱層4を設けてもよい。
断熱層4としては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、P
ES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、F
EP樹脂などの耐熱樹脂がよい。
As shown in FIG. 8, in the configuration of the fixing belt 10, the heating layer 1 on the side of the belt guide surface (the heating layer 1
The heat insulating layer 4 may be provided on the side opposite to the elastic layer 2).
As the heat insulating layer 4, a fluororesin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, a PEEK resin, P
ES resin, PPS resin, PFA resin, PTFE resin, F
A heat-resistant resin such as an EP resin is preferable.
【0075】また、断熱層4の厚さとしては10〜10
00μmが好ましい。断熱層4の厚さが10μmよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、1000μmを超えると、磁性コア17
a・17b及び励磁コイル18から発熱層1の距離が大
きくなり、磁束が十分に発熱層1に吸収されなくなる。
The thickness of the heat insulating layer 4 is 10 to 10
00 μm is preferred. When the thickness of the heat insulating layer 4 is smaller than 10 μm, the heat insulating effect cannot be obtained, and the durability is insufficient. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the magnetic core 17
The distance of the heat generating layer 1 from the a.17b and the exciting coil 18 increases, and the magnetic flux is not sufficiently absorbed by the heat generating layer 1.
【0076】断熱層4は、発熱層1に発生した熱が定着
ベルトの内側に向かわないように断熱できるので、断熱
層4がない場合と比較して被記録材P側への熱供給効率
が良くなる。よって、消費電力を抑えることができる。 C)回転速度検知 図1に示すように、発熱回転体の回転を直接伝達される
手段としての定着ベルト10の端部の被記録材Pが通過
しない領域に、特定波長の光を吸収する回転検知パター
ン60を形成してある。たとえば、幅2mm、長さ10
mmの帯状パターンを定着ベルト表面に等間隔に20本
形成してある。パターン間の距離は2mmとした。ま
た、図2に示すように回転検知パターン60の対向位置
には、発光素子および反射光受光素子からなる光学セン
サ61が配設してある。
Since the heat insulating layer 4 can insulate the heat generated in the heat generating layer 1 so as not to go to the inside of the fixing belt, the efficiency of heat supply to the recording material P side is lower than when the heat insulating layer 4 is not provided. Get better. Therefore, power consumption can be suppressed. C) Rotational speed detection As shown in FIG. 1, a rotation that absorbs light of a specific wavelength in a region where the recording material P at the end of the fixing belt 10 as a means for directly transmitting the rotation of the heating rotator does not pass. The detection pattern 60 is formed. For example, width 2 mm, length 10
Twenty mm belt-shaped patterns are formed on the surface of the fixing belt at equal intervals. The distance between the patterns was 2 mm. As shown in FIG. 2, an optical sensor 61 including a light emitting element and a reflected light receiving element is disposed at a position facing the rotation detection pattern 60.
【0077】光学センサ61は発光素子と受光素子から
なり、発光素子から発せられた光は定着ベルト10上の
回転検知パターン60の位置で反射され受光素子で検知
する。受光素子で得られた光量は電気信号に変換され、
変換された電気信号は制御回路(不図示)に取り込ま
れ、電気信号の変化を監視することができる。
The optical sensor 61 is composed of a light emitting element and a light receiving element. Light emitted from the light emitting element is reflected at the position of the rotation detection pattern 60 on the fixing belt 10 and detected by the light receiving element. The light amount obtained by the light receiving element is converted into an electric signal,
The converted electric signal is taken into a control circuit (not shown), and a change in the electric signal can be monitored.
【0078】本例においては、電気信号は受光素子で得
られた光量を電圧値に変換したものである。以後、この
変換された電圧値を検出電圧値という。光学センサ61
の発光素子から発せられた光は、回転検知パターン60
により吸収されると、受光素子で検知する光量が減少す
るので検出電圧値も減少する。
In this embodiment, the electric signal is obtained by converting the amount of light obtained by the light receiving element into a voltage value. Hereinafter, the converted voltage value is referred to as a detected voltage value. Optical sensor 61
The light emitted from the light emitting element of the rotation detection pattern 60
When the light is absorbed by the light receiving element, the amount of light detected by the light receiving element decreases, and the detection voltage value also decreases.
【0079】そのため、図10に示すように定着ベルト
10が回転すると、検出電圧値は回転検知パターン60
の位置に応じて変化する。ここで電圧値のピーク間を1
周期として考える。回転検知パターンは前述したように
光を吸収するパターンであるため、検出電圧値は光学セ
ンサ61の中央の位置に回転検知パターン60が位置す
るときに最小となり、光学センサ61の中央の位置に回
転検知パターン60の中間が位置するときに最大値とな
る。
Therefore, when the fixing belt 10 rotates as shown in FIG.
It changes according to the position of. Here, the distance between the peaks of the voltage value is 1
Think of it as a cycle. Since the rotation detection pattern is a pattern that absorbs light as described above, the detection voltage value becomes minimum when the rotation detection pattern 60 is located at the center position of the optical sensor 61, and the rotation detection pattern is rotated at the center position of the optical sensor 61. It becomes the maximum value when the middle of the detection pattern 60 is located.
【0080】本例では、光学センサ61で検知した回転
検知パターン60の電気信号の周期から定着ベルト10
の回転速度つまり被記録材Pの搬送速度を算出する。検
出電圧値のピーク間である1周期の時間をモニターし、
この時間の変化量に応じて駆動手段Mの回転速度にフィ
ードハックをかけることを行っている。
In this embodiment, the fixing belt 10 is determined based on the period of the electric signal of the rotation detection pattern 60 detected by the optical sensor 61.
, That is, the transport speed of the recording material P is calculated. Monitor the time of one cycle between the peaks of the detected voltage value,
A feed hack is applied to the rotation speed of the driving means M according to the amount of change in the time.
【0081】例として、以下、定着ベルト10が1se
c間に1回転するような場合を想定して説明を行う。第
1の実施例で説明したように定着ベルト10の1周に対
して20本の回転検出パターンがある。よって、図10
に示すように定着ベルト10を1sec間に1回転させ
ると、1周期50msecの電圧変動信号が得られる。
As an example, hereinafter, the fixing belt 10 is
Description will be made assuming a case where one rotation is made during c. As described in the first embodiment, there are 20 rotation detection patterns for one rotation of the fixing belt 10. Therefore, FIG.
As shown in (1), when the fixing belt 10 is rotated once per 1 second, a voltage fluctuation signal of 50 msec per cycle is obtained.
【0082】加圧ローラ30の温度が室温状態で上記の
ように定着ベルトの回転速度を設定すると、加熱動作を
開始して1枚目の被記録材が定着ニップに到達するまで
に、加圧ローラの熱膨張によって加圧ローラ外周長が長
くなる。さらに、連続プリントや間欠プリントを行うと
加圧ローラ温度はさらに上昇し、加圧ローラ外周長はさ
らに長くなる。加圧ローラの熱膨張量は加圧ローラの外
径、弾性層の厚さ、熱膨張率等の設定の仕方、加圧ロー
ラ温度により異なるが、加圧ローラ軸の回転角速度が一
定の場合、加圧ローラ表面速度は温度上昇によって数パ
ーセント増加することになる。
When the rotation speed of the fixing belt is set as described above while the temperature of the pressure roller 30 is at room temperature, the pressure is increased until the first recording material reaches the fixing nip after the heating operation is started. Due to the thermal expansion of the roller, the outer peripheral length of the pressure roller becomes longer. Further, when continuous printing or intermittent printing is performed, the temperature of the pressure roller further increases, and the outer peripheral length of the pressure roller further increases. The amount of thermal expansion of the pressure roller depends on the outer diameter of the pressure roller, the thickness of the elastic layer, the method of setting the coefficient of thermal expansion, etc., and the temperature of the pressure roller, but when the rotational angular velocity of the pressure roller shaft is constant, The pressure roller surface speed will increase by a few percent with increasing temperature.
【0083】例えば、5パーセント加圧ローラ表面速度
が速くなると、被記録材の搬送速度も略5パーセント速
くなり、定着ベルトの回転検知の1周期は 50msec×(100−5)%=47.5msec と短くなり、被記録材の搬送速度が速くなる。
For example, when the surface speed of the 5% pressure roller increases, the conveying speed of the recording material also increases by approximately 5%, and one cycle of rotation detection of the fixing belt is 50 msec × (100−5)% = 47.5 msec. And the transport speed of the recording material increases.
【0084】定着ニップNの搬送速度をVf、転写ニッ
プT2の搬送速度をVtとすると、室温時にVf≒Vt
とした場合、電磁誘導加熱が開始され加圧ローラ径が膨
張するとVf>Vtとなり、被記録材が定着ニップに進
入すると、定着ニップと転写ニップ間で被記録材を引張
ってしまう。
Assuming that the transport speed of the fixing nip N is Vf and the transport speed of the transfer nip T2 is Vt, Vf ≒ Vt at room temperature.
When the electromagnetic induction heating is started and the diameter of the pressure roller expands, Vf> Vt, and when the recording material enters the fixing nip, the recording material is pulled between the fixing nip and the transfer nip.
【0085】そこで、本実施例では、定着ベルトの回転
検知の1周期を略50msecで一定値を保持できるよ
うに加圧ローラの駆動手段Mの回転速度にフィードバッ
クをかける。フィードバック制御は、一般的なPLL
(フェーズド・ロックド・ループ)制御、PID(比例
積分微分)制御などで行うと良い。このフィードバック
制御を実現するためにはオペアンプなどからなる回路
や、DSP(デジタル・シグナル・プロセッシング)を
用いると良い。制御定数は回転速度や加圧ローラの熱膨
張量に合わせて設定できる。このフィードバック制御に
より、回転検知の1周期が設定値(本例では50mse
c)より短くなれば駆動手段Mの回転速度を遅くし、回
転検知の1周期が設定値よりも長くなれば、駆動手段M
の回転速度を速くする制御を行う。この制御により、定
着ベルトの回転速度を略一定に保つことができる。よっ
て、被記録材を安定した速度で搬送することができる。
Therefore, in this embodiment, feedback is applied to the rotation speed of the driving means M of the pressure roller so that one cycle of rotation detection of the fixing belt can be maintained at a constant value in about 50 msec. Feedback control is a general PLL
(Phased locked loop) control, PID (proportional-integral-derivative) control, or the like may be used. In order to realize the feedback control, it is preferable to use a circuit including an operational amplifier or a DSP (Digital Signal Processing). The control constant can be set according to the rotation speed and the amount of thermal expansion of the pressure roller. By this feedback control, one cycle of rotation detection is set to a set value (50 msec in this example).
c) If it is shorter, the rotation speed of the driving means M is reduced, and if one cycle of rotation detection is longer than the set value, the driving means M
Control to increase the rotation speed of the. With this control, the rotation speed of the fixing belt can be kept substantially constant. Therefore, the recording material can be transported at a stable speed.
【0086】本例では、初期設定として室温時の定着ニ
ップNの搬送速度と転写ニップT2の搬送速度を略等し
く設定したが、この初期設定値は任意の加圧ローラ温度
に対して設定しても同様の効果が得られる。また、被記
録材の搬送と画像に影響を与えない範囲でVf<Vtと
するのが好ましい。これは被記録材が定着ニップNと転
写ニップT2間で引張られないことを確実にするために
有効である。
In this embodiment, the transport speed of the fixing nip N at room temperature and the transport speed of the transfer nip T2 are set to be substantially equal as an initial setting. However, this initial setting value is set for an arbitrary pressure roller temperature. Has the same effect. Further, it is preferable that Vf <Vt be set within a range that does not affect the conveyance of the recording material and the image. This is effective to ensure that the recording material is not pulled between the fixing nip N and the transfer nip T2.
【0087】本発明では、加圧ローラ駆動の加熱装置に
おいて、熱容量の小さい定着ベルトを使用して室温から
のクイックスタートが実現できる電磁誘導加熱方式の加
熱装置で、定着ベルト10の回転検知周期をモニタし、
加圧ローラの熱膨張による搬送速度の変化分を駆動手段
Mの回転速度にフィードバックをすることで搬送速度変
化を補正することができる。よって被記録材の安定した
搬送が可能となるとともに、定着ニップNと転写ニップ
T2の間の距離を短くすることが可能となり、画像形成
装置本体の小型化が可能となる。さらに、ファーストブ
リントタイムの短縮が可能となる。
According to the present invention, in a heating device driven by a pressure roller, an electromagnetic induction heating type heating device capable of realizing a quick start from room temperature by using a fixing belt having a small heat capacity. Monitor and
The change in the transport speed can be corrected by feeding back the change in the transport speed due to the thermal expansion of the pressure roller to the rotation speed of the driving unit M. Accordingly, the recording material can be stably conveyed, and the distance between the fixing nip N and the transfer nip T2 can be shortened, so that the size of the image forming apparatus main body can be reduced. Furthermore, the first blind time can be reduced.
【0088】また、本例のように中間転写体を用いてカ
ラー画像が一括して被記録材に転写するカラー画像形成
装置、または、白黒の画像形成装置(不図示)におい
て、定着ニップN部での被記録材の搬送速度が略一定に
保つことができるので、定着ニップ部の搬送速度を転写
ニップの搬送速度とほぼ同等かわずかに遅くすること
で、被記録材が定着ニップに進入しても被記録材を引張
ることがないので画像の伸びが発生することがない。
In a color image forming apparatus in which a color image is collectively transferred to a recording material using an intermediate transfer member as in this embodiment, or in a monochrome image forming apparatus (not shown), a fixing nip N portion The conveyance speed of the recording material in the recording nip can be kept substantially constant, so that the conveyance speed of the fixing nip is almost equal to or slightly lower than the conveyance speed of the transfer nip, so that the recording material enters the fixing nip. However, since the recording material is not pulled, no image elongation occurs.
【0089】さらに、カラー画像形成装置でも、搬送ベ
ルト上に複数の感光体をタンデムに並べ順次トナー画像
を被記録材に転写するような場合でも、画像の伸びが発
生せず、加えて、被記録材が複数の転写ニップにまたが
った状態で、定着ニップに被記録材が進入する場合で
も、定着ニップN部での被記録材の搬送速度を略一定に
保つことができるので、転写ニップの搬送速度とほぼ同
等かわずかに定着ニップ部での搬送速度を遅くすること
で、被記録材が定着ニップに進入しても被記録材を引っ
張ることがなくなり、色ずれが発生しない良好な画像品
質を得ることができる。
Further, even in a color image forming apparatus, even when a plurality of photoconductors are arranged in tandem on a conveyor belt and a toner image is sequentially transferred to a recording material, image elongation does not occur. Even when the recording material enters the fixing nip in a state where the recording material straddles a plurality of transfer nips, the conveyance speed of the recording material at the fixing nip N portion can be kept substantially constant. By lowering the transport speed at the fixing nip, which is almost equal to or slightly lower than the transport speed, even if the recording material enters the fixing nip, the recording material will not be pulled, and good image quality without color shift will occur. Can be obtained.
【0090】タンデム型のカラー画像形成装置において
は感光ドラムを複数個ほぼ一列に並べる必要があるた
め、最終転写ニップと定着間の距離は搬送速度変化を吸
収できるだけの距離をとると、装置が大型化してしまう
という問題があったが、加圧ローラ駆動方式の加熱装置
であっても本発明を実施することで本体の小型化が図れ
る。
In a tandem type color image forming apparatus, it is necessary to arrange a plurality of photosensitive drums substantially in a line, and if the distance between the final transfer nip and the fixing is large enough to absorb the change in the conveying speed, the apparatus becomes large. Although there is a problem that the heating device is driven, the size of the main body can be reduced by implementing the present invention even in a heating device driven by a pressure roller.
【0091】さらに、タンデム型でも略垂直に被記録材
を搬送した場合、搬送ベルト後端と定着ニップNの距離
の関係は、最小通紙長さを考えると、被記録材の画像面
側で被記録材を保持すると画像が乱れてしまうため、搬
送ベルト後端と定着ニップの間の距離をLTFとし、最小
通紙長さをLSPとすると、 LTF<LSP を満足する必要がある。加圧ローラ駆動の加熱装置にお
いて本発明を実施することで、タンデム型の略垂直に被
記録材を搬送する画像形成装置で搬送ベルト後端と定着
ニップNの距離を短くすることができ、より小さいサイ
ズの被記録材を搬送可能にするためには特に有効であ
る。
Further, when the recording material is conveyed substantially vertically even in the tandem type, the relationship between the rear end of the conveyance belt and the fixing nip N is determined on the image surface side of the recording material in consideration of the minimum paper passing length. since disturbed images holding the recording material, and the distance between the conveyor belt rear fixing nip and L TF, the minimum sheet passing length as L SP, must satisfy the L TF <L SP is there. By implementing the present invention in a heating device driven by a pressure roller, the distance between the rear end of the conveyance belt and the fixing nip N can be reduced in a tandem type image forming apparatus that conveys a recording material substantially vertically, This is particularly effective for making it possible to convey a recording material having a small size.
【0092】本例では、特定波長の光を吸収する回転検
知パターンを形成したが、定着ベルト表面よりも反射率
の高いパターンを形成することができる。この場合は回
転検知パターンの中間の位置よりも回転検知パターンの
中心の方が検出電圧値は高くなる。要は、検出電圧値の
コントラストが取れ、回転状態を検知できるようなパタ
ーンを形成すればよい。同様に、検出パターンの代わり
に定着ベルトにスリットを入れることも可能である。
In this embodiment, the rotation detecting pattern for absorbing light of a specific wavelength is formed, but a pattern having a higher reflectance than the fixing belt surface can be formed. In this case, the detected voltage value is higher at the center of the rotation detection pattern than at the middle position of the rotation detection pattern. The point is that a pattern may be formed so that the contrast of the detected voltage value can be obtained and the rotation state can be detected. Similarly, a slit may be formed in the fixing belt instead of the detection pattern.
【0093】また、同様の効果が得られる構成として図
11に示すように、定着ベルト10の端部保護を目的と
した補助部材であるフランジ部材23bに回転検出パタ
ーンを設けることができる。この場合は図12に示すよ
うに回転検知パターンとしてスリット62を放射状に設
けることができ、さらに、このスリット62を挟んで、
発光素子63と透過光受光素子64が向き合うように配
設することができる。この場合は、上記スリット62の
場合では注意しなければならないパターン面の汚れによ
る電圧値変動を考慮しなくて良い。
As shown in FIG. 11, a rotation detecting pattern can be provided on the flange member 23b, which is an auxiliary member for protecting the end portion of the fixing belt 10, as a structure that can obtain the same effect. In this case, slits 62 can be radially provided as a rotation detection pattern as shown in FIG.
The light emitting element 63 and the transmitted light receiving element 64 can be disposed so as to face each other. In this case, it is not necessary to consider voltage value fluctuation due to contamination of the pattern surface, which needs to be considered in the case of the slit 62.
【0094】さらに、回転検知パターンの数は要求され
る検知精度に応じて任意に設定でき、必要に応じて定着
ベルト周中のパータン幅、パターン間隔を変更すること
もできる。 (第2の実施例)本例では、第1の実施例の図11およ
び図12において用いられた光学センサである発光素子
63と受光素子64を被記録材Pの搬送状態検知センサ
として活用する例について説明する。
Further, the number of rotation detection patterns can be arbitrarily set according to the required detection accuracy, and the pattern width and pattern interval in the circumference of the fixing belt can be changed as necessary. (Second Embodiment) In this embodiment, the light emitting element 63 and the light receiving element 64, which are the optical sensors used in FIGS. 11 and 12 of the first embodiment, are used as a conveyance state detection sensor for the recording material P. An example will be described.
【0095】画像形成装置内には被記録材Pの搬送状態
をモニタするために搬送経路上にセンサをいくつか配設
している。そして、被記録材Pが通常の搬送状態と異な
る状態になったとき、つまり、被記録材Pが規定のタイ
ミングでセンサ位置を通過しなかった場合に、ジャムと
判断して画像形成過程を中止し、ユーザに知らせる。
In the image forming apparatus, several sensors are provided on the conveyance path for monitoring the conveyance state of the recording material P. When the recording material P is in a state different from the normal conveyance state, that is, when the recording material P does not pass the sensor position at a predetermined timing, it is determined that a jam has occurred and the image forming process is stopped. And inform the user.
【0096】そこで、本例では、図13、図14、図1
5に示すように定着ニップ後に設けた排紙検知用アーム
65から得られる被記録材Pの通過情報と第1の実施例
で使用した光学センサで同時にモニタする。
Therefore, in this example, FIGS.
As shown in FIG. 5, the passage information of the recording material P obtained from the paper ejection detection arm 65 provided after the fixing nip and the optical sensor used in the first embodiment are simultaneously monitored.
【0097】被記録材Pが定着ニップNを通過して排紙
検知用アーム65を動かす仕組みを簡単に説明する。排
紙検知用アーム65は被記録材Pの通過位置に配設され
回転軸に固定されている。回転軸は不図示の位置決め手
段により回転可能に固定されている。さらに回転軸には
遮光板66が固定されており、排紙検知用アーム65に
連動して動く。
The mechanism by which the recording material P moves through the fixing nip N to move the paper ejection detection arm 65 will be briefly described. The paper ejection detection arm 65 is disposed at a position where the recording material P passes, and is fixed to a rotating shaft. The rotating shaft is rotatably fixed by positioning means (not shown). Further, a light-shielding plate 66 is fixed to the rotation shaft, and moves in conjunction with the sheet ejection detection arm 65.
【0098】そして、遮光板66は光学検知センサの発
光素子63と受光素子64の間に移動可能に設置する。
図14は被記録材Pが排紙検知用アーム65を押す前の
状態である(排紙センサoff)。図15は被記録材が
排紙検知用アーム65を押した状態(排紙センサon)
で、このアームの動きが回転軸を介して遮光板66を矢
印の方向へ動かす。そして、被記録材Pが通過し排紙検
知用アーム65が元の位置に戻ると、これに連動して遮
光板66も元の位置(図14)に戻る。遮光板66の移
動先は前記回転検知用のスリット62の一部を遮蔽する
ように設定されており、本例ではスリット62の約50
パーセント遮蔽するように配設した。
The light shielding plate 66 is movably installed between the light emitting element 63 and the light receiving element 64 of the optical detection sensor.
FIG. 14 shows a state before the recording material P pushes the discharge detection arm 65 (discharge sensor off). FIG. 15 shows a state in which the recording material pushes the sheet ejection detection arm 65 (sheet ejection sensor on).
Then, the movement of the arm moves the light shielding plate 66 in the direction of the arrow via the rotation shaft. When the recording material P has passed and the discharge detection arm 65 returns to the original position, the light shielding plate 66 also returns to the original position (FIG. 14) in conjunction with this. The movement destination of the light shielding plate 66 is set so as to shield a part of the slit 62 for rotation detection.
Arranged so as to provide percent shielding.
【0099】上記のように被記録材Pが排紙検知用アー
ム65の位置にある場合(排紙センサon)とない場合
(排紙センサoff)で、図16に示すように得られる
検出電圧値が変化する。本例では約50パーセント遮光
することで電圧レベルも約50パーセント減少する(電
圧降下)。このピーク電圧値の変化をモニタすることで
被記録材の搬送状態をモニタすることができる。搬送状
態は、ピーク電圧値からの減少量、ピーク電圧値からの
減少率、設定したしきい値を下回った場合などから判断
することができる。
The detection voltage obtained as shown in FIG. 16 depends on whether the recording material P is at the position of the discharge detection arm 65 (discharge sensor on) or not (discharge sensor off). The value changes. In the present example, the voltage level is also reduced by about 50% (voltage drop) by shading about 50%. By monitoring the change in the peak voltage value, the conveyance state of the recording material can be monitored. The transport state can be determined based on the amount of decrease from the peak voltage value, the rate of decrease from the peak voltage value, when the value falls below a set threshold value, and the like.
【0100】以上のように、本実施例では、前記第1の
実施例で記述した定着ベルト10の回転検知に加えて被
記録材Pの搬送状態も同じ光学検知素子でモニタするこ
とが可能となった。このため、安価に定着ベルト10の
回転を検知することが可能な画像形成装置の提供が可能
となった。 (第3の実施例)本例では、第1及び第2の実施例で検
出した定着ベルト10の回転速度から該定着ベルトの回
転状態をモニタし、以下の制御を行う。図17に示すよ
うに定着ベルトが回転していない場合(停止時)には、
定着ベルトの停止した位置に応じて一定の電圧値を示
す。そこで、この電圧値を監視することで、定着ベルト
10の回転を検知することが可能となる。もし、加圧ロ
ーラ30を回転させたにもかかわらず、定着ベルト10
の回転が検知されなかった場合、つまり、電圧値が一定
値を示していた場合には、定着ベルト10が回転してい
ないと判断して、電磁誘導発熱を停止させるとともに、
画像形成動作を停止させる。
As described above, in this embodiment, in addition to the rotation detection of the fixing belt 10 described in the first embodiment, the conveyance state of the recording material P can be monitored by the same optical detection element. became. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus capable of detecting the rotation of the fixing belt 10 at low cost. (Third Embodiment) In this embodiment, the rotation state of the fixing belt is monitored from the rotation speed of the fixing belt 10 detected in the first and second embodiments, and the following control is performed. As shown in FIG. 17, when the fixing belt is not rotating (when stopped),
It shows a constant voltage value according to the position where the fixing belt stops. Therefore, by monitoring this voltage value, the rotation of the fixing belt 10 can be detected. If the pressure roller 30 is rotated, the fixing belt 10
When the rotation of the fixing belt 10 is not detected, that is, when the voltage value indicates a constant value, it is determined that the fixing belt 10 is not rotating, and the electromagnetic induction heating is stopped.
The image forming operation is stopped.
【0101】また、図17に示すように1周期の時間に
ついて電圧値が正常の速度で回転しているとき(正常
時)の周期よりも長い周期で検出された場合(スリップ
時)には、定着ベルト10がスリップしている判断して
電磁誘導発熱を停止させるとともに、画像形成動作を停
止させる。ここで、正常の速度とは、熱膨張で加圧ロー
ラ30の回転角速度が変化する最大の値よりも速く加圧
ローラを回転させたにもかかわらず1周期の時間が設定
値よりも長くなった場合のことをいう。
Further, as shown in FIG. 17, when the voltage value is detected at a period longer than the period when the voltage value is rotating at a normal speed (normal state) for one period time (during slip), When it is determined that the fixing belt 10 is slipping, the electromagnetic induction heating is stopped, and the image forming operation is stopped. Here, the normal speed means that the period of one cycle is longer than the set value although the pressure roller is rotated faster than the maximum value at which the rotational angular speed of the pressure roller 30 changes due to thermal expansion. Means the case.
【0102】ここで、たとえば、画像形成装置のオペレ
ーションパネル(不図示)や、接続されている画像入力
装置(コンピュータなど)に定着ベルト10の回転不良
状態を表示させることができる。
Here, for example, an operation failure state of the fixing belt 10 can be displayed on an operation panel (not shown) of the image forming apparatus or a connected image input apparatus (computer or the like).
【0103】図17は図2に示した光学センサ61を用
いた例について説明したが、図11、図13に示した光
学センサの場合でも同様の制御を行うことができる。
FIG. 17 illustrates an example using the optical sensor 61 shown in FIG. 2, but the same control can be performed in the case of the optical sensor shown in FIGS.
【0104】本発明により、加圧ローラを回転させたに
もかかわらず定着ベルトが回転しなかった場合や定着ベ
ルトがスリップした場合に加熱動作を安全に停止するこ
とができる。特に、発熱域がニップ外に及び昇温速度が
速い場合でも定着ベルト10の破損を防止することがで
きる。 (その他) 1)定着ベルト10から直接回転を伝達する手段を設け
て、この手段に光学センサ61を設けても良い。具体的
には、直接回転を伝達する手段としてフランジ部材23
の外周をギア形状とし、この手段として直接回転を伝達
されたもうひとつのギアに回転検出パターンを形成する
ことができる。
According to the present invention, the heating operation can be safely stopped when the fixing belt does not rotate despite the rotation of the pressure roller or when the fixing belt slips. In particular, it is possible to prevent the fixing belt 10 from being damaged even when the heat generation region is outside the nip and the temperature rising speed is high. (Others) 1) A means for directly transmitting rotation from the fixing belt 10 may be provided, and the optical sensor 61 may be provided for this means. Specifically, the flange member 23 is used as a means for directly transmitting rotation.
Can be formed in a gear shape, and a rotation detection pattern can be formed on another gear to which rotation has been directly transmitted as this means.
【0105】2)回転検知パターンと光学センサはエン
コーダを用いることができる。
2) An encoder can be used for the rotation detection pattern and the optical sensor.
【0106】3)電磁誘導発熱性の定着ベルト10は、
モノクロあるいは1パスマルチカラー画像などの加熱定
着用の場合は弾性層2を省略した形態のものとすること
もできる。発熱層1は樹脂に金属フィラーを混入して構
成したものとすることもできる。発熱層単層の部材とす
ることもできる。
3) The fixing belt 10 of heat generation by electromagnetic induction is
In the case of heat fixing such as a monochrome or one-pass multicolor image, the elastic layer 2 may be omitted. The heat generating layer 1 may be formed by mixing a metal filler into a resin. The heating layer may be a single layer member.
【0107】4)加圧部材30側からも被記録材に熱エ
ネルギーを供給するために、加圧部材30側にも電磁誘
導加熱などの発熱手段を設けて、所定の温度に加熱・温
調する装置構成にすることもできる。
4) In order to supply thermal energy to the recording material also from the pressing member 30 side, a heating means such as electromagnetic induction heating is also provided on the pressing member 30 side to heat and control the temperature to a predetermined temperature. It is also possible to adopt a device configuration.
【0108】5)定着ベルト10は剛体ローラなど他の
形態の部材にすることもできる。
5) The fixing belt 10 can be made of another type of member such as a rigid roller.
【0109】6)本発明の加熱装置は実施例の画像加熱
定着装置に限らず、画像を把持した被記録材を加熱して
つや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加
熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネ
ート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置
として使用できる。 (第4の実施例)画像形成装置例図18は前記各実施例
に示した加熱装置を加熱定着装置として適用した本発明
の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本例の
画像形成装置は電子写真カラープリンタである。図18
において、101は有機感光体やアモルファスシリコン
感光体でできた感光体ドラム(像担持体)であり、矢示
の反時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で回
転駆動される。感光体ドラム101はその回転過程で帯
電ローラ等の帯電装置102で所定の極性・電位の一様
な帯電処理を受ける。
6) The heating device of the present invention is not limited to the image heating and fixing device of the embodiment, but may be an image heating device for heating a recording material holding an image to improve the surface properties such as gloss, and an image heating device to be assumed. It can be widely used as a means / apparatus for heat-treating a material to be heated, such as a device for heating and drying a material to be heated, a heating laminating device, and the like. Fourth Embodiment Example of Image Forming Apparatus FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to the present invention in which the heating device shown in each of the above embodiments is applied as a heat fixing device. The image forming apparatus of this example is an electrophotographic color printer. FIG.
In the figure, reference numeral 101 denotes a photosensitive drum (image carrier) made of an organic photosensitive member or an amorphous silicon photosensitive member, and is rotated at a predetermined process speed (peripheral speed) in a counterclockwise direction indicated by an arrow. The photosensitive drum 101 undergoes a uniform charging process of a predetermined polarity and potential by a charging device 102 such as a charging roller during the rotation process.
【0110】次いでその帯電処理面にレーザ光学籍(レ
ーザスキャナー)110から出力されるレーザ光103
による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レー
ザ光学籍110は不図示の画像読み取り装置等の画像信
号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画
素信号に対応して変調(オン/オフ)したレーザ光10
3を出力して回転感光体ドラム101面に走査露光した
目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。109
はレーザ光学箱110からの出力レーザ光を感光体ドラ
ム101の露光位置に偏向させるミラーである。
Next, a laser beam 103 output from a laser optical register (laser scanner) 110 is applied to the charged surface.
And scanning exposure processing of the target image information. The laser optics 110 is a laser beam 10 modulated (on / off) corresponding to a time-series electric digital pixel signal of target image information from an image signal generator such as an image reader (not shown).
3 is output to form an electrostatic latent image corresponding to the target image information scanned and exposed on the surface of the rotating photosensitive drum 101. 109
Is a mirror for deflecting the output laser light from the laser optical box 110 to the exposure position of the photosensitive drum 101.
【0111】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像における第1の色分解成分画像、例えばイエ
ロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、
その潜像が4色カラー現像装置104のうちのイエロー
現像器104Yの作動でイエロートナー画像として現像
される。そのイエロートナー画像は感光体ドラム101
と中間転写体ドラム105との接触部(或いは近接部)
である1次転写部T1において中問転写体ドラム105
の面に転写される。中間転写体ドラム105面に対する
トナー画像転写後の回転感光体ドラム101面はクリー
ナ107により転写残りトナー等の付着残留物の除去を
受けて清掃される。
In the case of full-color image formation, scanning exposure / latent image formation is performed on a first color-separated component image in a target full-color image, for example, a yellow component image.
The latent image is developed as a yellow toner image by the operation of the yellow developing device 104Y of the four-color developing device 104. The yellow toner image is the photosensitive drum 101
(Or close part) between the roller and the intermediate transfer drum 105
In the primary transfer portion T1 which is
Is transferred to the surface. After the transfer of the toner image to the surface of the intermediate transfer drum 105, the surface of the rotary photoconductor drum 101 is cleaned by the cleaner 107 after removing the adhered residue such as untransferred toner.
【0112】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第2の色分解成分画像(例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器104Mが作動)、第3の色分解成分画
像一(例えばシアン成分画像、シアン現像器104Cが
作動)、第4の色分釦成分画像(例えば黒成分画像、黒
現像器104BKが作動)の各色分解成分画像について
順次実行され、中間転写体ドラム105面にイエロート
ナー画像.マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒
トナー画像の都合4色のトナー画像が順次重ねて転写さ
れて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画
像が合成形成される。
The process cycle of charging, scanning exposure, development, primary transfer, and cleaning as described above is performed by the second color separation component image (for example, magenta component image,
The magenta developing device 104M operates), the third color separation component image (eg, cyan component image, cyan developing device 104C operates), the fourth color component button component image (eg, black component image, black developing device 104BK operates) ) Are sequentially executed for each color separation component image, and a yellow toner image is formed on the surface of the intermediate transfer drum 105. Convenient four color toner images of a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are sequentially superimposed and transferred, and a color toner image corresponding to a target full-color image is synthesized and formed.
【0113】中間転写体ドラム105は、金属ドラム1
05a上に中抵抗の弾性層105bと高抵抗の表層10
5cを有するもので、感光体ドラム101に接触して或
いは近接して該感光体ドラムと略同じ周速度で矢示の時
計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム105の金属
ドラム105aにバイアス電位を与えて、感光体ドラム
101との電位差で該感光体ドラム側のトナー画像を前
記中間転写体ドラム105面側に転写させる。
The intermediate transfer drum 105 is a metal drum 1
05a on the medium resistance elastic layer 105b and the high resistance surface layer 10
5c is rotated clockwise as indicated by an arrow at substantially the same peripheral speed as the photosensitive drum 101 in contact with or in proximity to the photosensitive drum 101, and a bias potential is applied to the metal drum 105a of the intermediate transfer drum 105. And the toner image on the photosensitive drum 101 is transferred to the surface of the intermediate transfer drum 105 by the potential difference from the photosensitive drum 101.
【0114】上記の中間転写体ドラム105面に合成形
成されたカラートナー画像は、前記中間転写体ドラム1
05と転写ローラ106との接触ニップ部である二次転
写部T2において、前記二次転写部T2に不図示の給紙
部から所定のタイミングで送り込まれた被記録材Pの面
に転写されていく。転写ローラ106は被記録材Pの背
面からトナーと逆極性の電荷を供給印加されることで、
中間転写体ドラム105面側から被記録材P側へ合成カ
ラートナー画像を順次に一括転写する。
The color toner image synthesized and formed on the surface of the intermediate transfer drum 105 is
In a secondary transfer portion T2 which is a contact nip portion between the transfer roller 05 and the transfer roller 106, the toner image is transferred onto the surface of the recording material P sent to the secondary transfer portion T2 from a paper supply unit (not shown) at a predetermined timing. Go. The transfer roller 106 is supplied with a charge having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the recording material P,
The combined color toner images are sequentially and collectively transferred from the surface of the intermediate transfer drum 105 to the recording material P.
【0115】二次転写部T2を通過した被記録材Pは中
間転写体ドラム105の面から分離されて像加熱装置
(定着装置)100へ導入され、未定着トナー画像の加
熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図
示の排紙トレーに排出される。被記録材Pに対するカラ
ートナー画像転写後の中間転写体ドラム105は、クリ
ーナ108により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物
の除去を受けて清掃される。このクリーナ108は、常
時は中間転写体ドラム105に非接触状態に保持されて
おり、中間転写体ドラム105から被記録材Pに対する
カラートナー画像の二次転写実行過程において、中間転
写体ドラム105に接触状態に保持される。
The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the intermediate transfer drum 105, introduced into the image heating device (fixing device) 100, and subjected to the heat fixing process of the unfixed toner image. The sheet is discharged to a discharge tray (not shown) outside the apparatus as a color image formed product. After the transfer of the color toner image to the recording material P, the intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 108 by removing the residual toner such as untransferred toner and paper dust. The cleaner 108 is normally kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105. In the process of performing the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P, the cleaner 108 contacts the intermediate transfer drum 105. It is kept in contact.
【0116】また転写ローラ106も常時は中間転写体
ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転写
体ドラム105から被記録材Pに対するカラートナー画
像の二次転写実行過程において、中問転写体ドラム10
5に被記録材Pを介して接触状態に保持される。
The transfer roller 106 is also always kept in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P, the intermediate transfer is performed. Body drum 10
5 is held in contact with the recording material P via the recording material P.
【0117】本例装置は、白黒画像などモノカラー画像
のプリントモードも実行できる。また両面画像プリント
モード、或いは多重画像プリントモードも実行できる。
The apparatus of the present embodiment can also execute a print mode of a monocolor image such as a monochrome image. Also, a double-sided image print mode or a multiple image print mode can be executed.
【0118】両面画像プリントモードの場合は、像加熱
装置100を出た1面目画像プリント済みの被記録材P
は、不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再
び二次転写部T2へ送り込まれて2面に対するトナー画
像転写を受け、再度、像加熱装置100に導入されて2
面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画
像プリントが出力される。
In the case of the double-sided image print mode, the recording material P on which the first-side image printed out of the image heating device 100 has been printed.
Is turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown), is sent again to the secondary transfer portion T2, receives the toner image transfer on the two surfaces, and is again introduced into the image heating device 100 and
By receiving the fixing process of the toner image on the surface, a double-sided image print is output.
【0119】多重画像プリントモードの場合は、像加熱
装置100を出た1回目画像プリント済みの被記録材P
は、不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに
再び二次転写部T2へ送り込まれて1回目画像プリント
済みの面に2回目のトナー画像転写を受け、再度、像加
熱装置100に導入されて2回目のトナー画像の定着処
理を受けることで多重画像プリントが出力される。
In the case of the multiple image print mode, the recording material P on which the first image has been printed out of the image heating device 100 is printed.
Is sent to the secondary transfer unit T2 again without being turned upside down via a recirculation transport mechanism (not shown) and receives the second transfer of the toner image on the surface on which the first image has been printed. , And undergoes the second toner image fixing process, thereby outputting a multiplex image print.
【0120】[0120]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加圧ローラ駆動の加熱装置において、熱容量の小さい定
着ベルトを使用して室温からのクイックスタートが実現
できる電磁誘導加熱方式の加熱装置で、定着ベルトの回
転検知周期をモニタし、加圧ローラの熱膨張による搬送
速度の変化分を駆動手段の回転速度にフィードバックを
することで搬送速度変化を補正することができる。よっ
て、被記録材の安定した搬送が可能となるとともに、定
着ニップと転写ニップの間の距離を短くすることが可能
となり、本発明加熱装置を加熱定着装置として適用した
画像形成装置本体の小型化が可能となる。さらに、ファ
ーストプリントタイムの短縮が可能となる。
As described above, according to the present invention,
In the heating device driven by the pressure roller, a heating device of the electromagnetic induction heating type that can realize a quick start from room temperature using a fixing belt with a small heat capacity, monitors the rotation detection cycle of the fixing belt, and The change in the transport speed can be corrected by feeding back the change in the transport speed due to the expansion to the rotation speed of the drive unit. Therefore, the recording material can be stably conveyed, and the distance between the fixing nip and the transfer nip can be reduced. As a result, the size of the image forming apparatus body to which the heating device of the present invention is applied as the heat fixing device can be reduced. Becomes possible. Further, the first print time can be reduced.
【0121】また、定着ニップN部での被記録材の搬送
速度を略一定に保つことができるので、定着ニップ部の
搬送速度を転写ニップの搬送速度とほぼ同等かわずかに
遅くすることで、被記録材が定着ニップに進入しても被
記録材を引張ることがないので画像の伸びが発生するこ
とがない。
Further, since the conveying speed of the recording material at the fixing nip N portion can be kept substantially constant, the conveying speed of the fixing nip portion is made substantially equal to or slightly lower than the conveying speed of the transfer nip. Even if the recording material enters the fixing nip, the recording material is not pulled, so that image elongation does not occur.
【0122】さらに、カラー画像形成装置で、搬送ベル
ト上に複数の感光体をタンデムに並べ、順次トナー画像
を被記録材に転写するような場合でも、画像の伸びが発
生せず、加えて、被記録材が複数の転写ニップにまたが
った状態で、定着ニップに被記録材が進入する場合で
も、定着ニップN部での被記録材の搬送速度を略一定に
保つことができるので、転写ニップの搬送速度とほぼ同
等かわずかに定着ニップ部での搬送速度を遅くすること
で、被記録材が定着ニップに進入しても被記録材を引っ
張ることがなくなり、色ずれが発生しない良好な画像品
質を得ることができる。
Further, even when a plurality of photoconductors are arranged in tandem on a transport belt in a color image forming apparatus, and the toner images are sequentially transferred to a recording material, image expansion does not occur. Even when the recording material enters the fixing nip with the recording material straddling a plurality of transfer nips, the conveyance speed of the recording material at the fixing nip N portion can be kept substantially constant. The transport speed at the fixing nip is almost equal to or slightly lower than the transport speed of the fixing nip, so that the recording material does not pull even when the recording material enters the fixing nip, and a good image without color shift occurs. Quality can be obtained.
【0123】また、定着ベルトの発熱域を定着ニップ部
の被記録材の進入側上方に位置させたので、装置故障に
よる定着装置暴走時、定着ニップに紙が挟まった状態で
定着器が停止し、励磁コイルに給電が続けられ定着ベル
ト10が発熱し続けた場合でも、紙が挟まっている定着
ニップ部では発熱していないために紙が直接加熱される
ことがない。
Further, since the heat generation area of the fixing belt is positioned above the entrance side of the recording material in the fixing nip portion, when the fixing device goes out of control due to a device failure, the fixing device stops with paper being pinched in the fixing nip. Even when power is supplied to the exciting coil and the fixing belt 10 continues to generate heat, the paper is not directly heated because no heat is generated in the fixing nip portion where the paper is sandwiched.
【0124】さらに、タンデム型の画像形成装置でも略
垂直に被記録材を搬送した場合、画像を乱すことなく搬
送ベルト後端と定着ニップNの距離を短くすることがで
き、より小さいサイズの被記録材の搬送が可能となる。
Further, when the recording material is conveyed substantially vertically even in the tandem type image forming apparatus, the distance between the rear end of the conveying belt and the fixing nip N can be reduced without disturbing the image, and the recording material having a smaller size can be formed. The recording material can be transported.
【0125】また、定着ベルトの回転検知に加えて被記
録材の搬送状態も同じ光学センサでモニタすることが可
能となる。このため、安価に定着ベルトの回転を検知す
ることが可能な画像形成装置の提供が可能となる。
In addition to the detection of the rotation of the fixing belt, the conveyance state of the recording material can be monitored by the same optical sensor. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus capable of detecting the rotation of the fixing belt at low cost.
【0126】また、加圧ローラを回転させたにもかかわ
らず定着ベルトが回転しなかった場合や定着ベルトがス
リップした場合に加熱動作を安全に停止することができ
る等の効果がある。
Further, there is an effect that the heating operation can be safely stopped when the fixing belt does not rotate despite the rotation of the pressure roller or when the fixing belt slips.
【0127】また、被記録材に画像を形成する画像形成
手段と、上記した本発明の加熱装置とを具備し、この加
熱装置を画像形成手段により被記録材上に形成した画像
を該被記録材に加熱定着処理する像加熱装置として構成
したので、高品質の画像を形成することのできる画像形
成装置を得ることができる等の効果がある。
The image forming apparatus further includes an image forming means for forming an image on a recording material, and the above-described heating device of the present invention. Since the image forming apparatus is configured as an image heating apparatus for performing heat fixing processing on a material, there is an effect that an image forming apparatus capable of forming a high quality image can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明加熱装置としての第1の実施の形態を
示す要部の正面模型図である。
FIG. 1 is a schematic front view of a main part showing a first embodiment of a heating device of the present invention.
【図2】 その加熱装置の要部の横断側面模型図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of a main part of the heating device.
【図3】 その加熱装置の要部の横断正面模型図であ
る。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional front view of a main part of the heating device.
【図4】 磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a magnetic field generating means and an excitation circuit.
【図5】 磁場発生手段と発熱量Qの関係を示した図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a magnetic field generating means and a heat generation amount Q.
【図6】 励磁コイルの巻き方を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing how an exciting coil is wound.
【図7】 電磁誘導発熱性の定着ベルトの層構成模型図
である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a layer configuration of a fixing belt having an electromagnetic induction heating property.
【図8】 電磁誘導発熱性の定着ベルトの層構成模型図
である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a layer configuration of a fixing belt having an electromagnetic induction heating property.
【図9】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
フ図である。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the depth of a heating layer and the intensity of electromagnetic waves.
【図10】 検知電圧値の時間変化を示したグラフ図で
ある。
FIG. 10 is a graph showing a time change of a detection voltage value.
【図11】 別の形態の加熱装置の要部の正面模型図で
ある。
FIG. 11 is a front model view of a main part of a heating device of another embodiment.
【図12】 別の形態の加熱装置の要部の横断側面模型
図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional side view of a main part of a heating device according to another embodiment.
【図13】 第2の実施例の加熱装置の要部の正面模型
図である。
FIG. 13 is a front model view of a main part of a heating device according to a second embodiment.
【図14】 その要部の排紙センサoffにおける横断
側面模型図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional side view of the main part of the paper ejection sensor off.
【図15】 同じくその要部の排紙センサonにおける
横断側面模型図である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional side view of the main part of the paper ejection sensor on.
【図16】 第2の実施例の検知電圧値と時間の関係を
示したグラフ図である。
FIG. 16 is a graph showing a relationship between a detected voltage value and time in the second embodiment.
【図17】 第3の実施例の検知電圧値の時間変化を示
したグラフ図である。
FIG. 17 is a graph illustrating a change over time in a detected voltage value according to the third embodiment.
【図18】 本発明加熱装置を加熱定着装置として適用
した画像形成装置の概略構成図である。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in which the heating device of the present invention is applied as a heat fixing device.
【図19】 従来の定着装置の横断側面模型図である。FIG. 19 is a cross-sectional side view of a conventional fixing device.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 発熱層 2 弾性層 3 離型層 4 断熱層 10 定着ベルト 16 ベルトガイド 17a,17b 磁性コア 18 励磁コイル 19 励磁コイル保持部材 23a・23b 定着ベルト端部の規制・保持用フラン
ジ部材 26 温度検知素子(サーミスタ) 27 励磁回路 30 加圧回転体としての加圧ローラ 60 回転検知パターン 61 光学センサ 62 スリット 63 発光素子 64 受光素子 65 排紙検知用アーム 66 遮光板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generation layer 2 Elastic layer 3 Release layer 4 Heat insulation layer 10 Fixing belt 16 Belt guide 17a, 17b Magnetic core 18 Exciting coil 19 Exciting coil holding member 23a / 23b Flange member for regulating and holding end of fixing belt 26 Temperature detecting element (Thermistor) 27 Excitation circuit 30 Pressure roller as pressure rotating body 60 Rotation detection pattern 61 Optical sensor 62 Slit 63 Light emitting element 64 Light receiving element 65 Paper ejection detection arm 66 Light shielding plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 BA11 BA12 BA25 BA31 BA32 BE06 CA13 3K059 AA08 AB19 AB27 AB28 AC47 AD08 AD29 AD30 AD32 AD34 BD23 CD10 CD75  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2H033 BA11 BA12 BA25 BA31 BA32 BE06 CA13 3K059 AA08 AB19 AB27 AB28 AC47 AD08 AD29 AD30 AD32 AD34 BD23 CD10 CD75

Claims (13)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱
    する発熱回転体と、前記発熱回転体を摩擦力により駆動
    する弾性層を有する駆動回転体と、前記発熱回転体の回
    転を検知する回転検知手段とを有する加熱装置におい
    て、前記回転検知手段を用いて回転速度を検出し、検出
    した回転速度を元に前記駆動回転体の回転速度を制御す
    ることを特徴とする加熱装置。
    1. A heating rotator for generating electromagnetic induction by the action of a magnetic field of a magnetic field generating means, a driving rotator having an elastic layer for driving the heating rotator by frictional force, and detecting rotation of the heating rotator. A heating device comprising: a rotation detection unit; a rotation speed is detected by using the rotation detection unit, and the rotation speed of the driving rotator is controlled based on the detected rotation speed.
  2. 【請求項2】前記駆動回転体は前記発熱回転体と相互圧
    接してニップ部を形成する加圧回転体であることを特徴
    とする請求項1の記載の加熱装置。
    2. The heating device according to claim 1, wherein the driving rotator is a pressurizing rotator that forms a nip portion by mutual pressure contact with the heat generating rotator.
  3. 【請求項3】前記発熱回転体表面に回転検知パターンを
    形成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の加熱装置。
    3. The heating device according to claim 1, wherein a rotation detection pattern is formed on the surface of the heating rotator.
  4. 【請求項4】前記発熱回転体とともに回転する補助部材
    に回転検知パターンを形成したことを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の加熱装置。
    4. The heating device according to claim 1, wherein a rotation detection pattern is formed on an auxiliary member that rotates together with the heating rotator.
  5. 【請求項5】前記発熱回転体の回転を直接伝達される手
    段を設け、前記手段に前記回転検知パターンを形成した
    ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の加熱装
    置。
    5. The heating apparatus according to claim 1, further comprising means for directly transmitting the rotation of the heating rotator, wherein the rotation detection pattern is formed on the means.
  6. 【請求項6】前記発熱回転検知パターンから前記回転検
    知手段を用いて回転速度を検出することを特徴とする請
    求項3から請求項5のうちのいずれか1項記載の加熱装
    置。
    6. The heating apparatus according to claim 3, wherein a rotation speed is detected from the heat generation rotation detection pattern by using the rotation detection means.
  7. 【請求項7】前記発熱回転体は無端ベルトであることを
    特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項
    記載の加熱装置。
    7. The heating device according to claim 1, wherein the heating rotator is an endless belt.
  8. 【請求項8】前記無端ベルトの発熱域を二ップ部の被記
    録材の進入側上方に位置させたことを特徴とする請求項
    7記載の加熱装置。
    8. The heating apparatus according to claim 7, wherein the heat generating area of the endless belt is located above the entrance side of the recording material in the nip portion.
  9. 【請求項9】前記回転検知手段は被記録材の搬送状態を
    同時に検知できることを特徴とする請求項1から請求項
    7のうちのいずれか1項記載の加熱装置。
    9. The heating apparatus according to claim 1, wherein said rotation detecting means can simultaneously detect a conveyance state of the recording material.
  10. 【請求項10】前記駆動回転体が回転しているにもかか
    わらず前記発熱回転体の回転が検知されない場合、前記
    発熱回転体の発熱を停止するとともに前記駆動回転体の
    回転を停止することを特徴とする請求項1から請求項9
    のうちのいずれか1項記載の加熱装置。
    10. When the rotation of the heating rotator is not detected even though the driving rotator is rotating, stopping the heat generation of the heating rotator and stopping the rotation of the driving rotator. Claims 1 to 9 characterized by the above-mentioned.
    The heating device according to claim 1.
  11. 【請求項11】被記録材に画像を形成する画像形成手段
    と、請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載
    の加熱装置を具備し、前記加熱装置を前記画像形成手段
    により被記録材上に形成した画像を加熱処理する像加熱
    装置として備えたことを特徴とする画像形成装置。
    11. An image forming means for forming an image on a recording material, and a heating device according to any one of claims 1 to 10, wherein said heating device is covered by said image forming means. An image forming apparatus comprising: an image heating device that heats an image formed on a recording material.
  12. 【請求項12】被記録材に画像を形成する画像形成手段
    が複数あり、前記被記録材に画像を形成する部位の1カ
    所以上と前記ニップ部が同時に前記被記録材を挟持搬送
    することを特徴とする特許請求項11記載の画像形成装
    置。
    12. An image forming apparatus for forming an image on a recording material, comprising: a plurality of image forming means for forming an image on the recording material; and a nip portion for simultaneously nipping and conveying the recording material. The image forming apparatus according to claim 11, wherein:
  13. 【請求項13】前記被記録材は略垂直に搬送されること
    を特徴とする請求項11または請求項12記載の画像形
    成装置。
    13. An image forming apparatus according to claim 11, wherein said recording material is conveyed substantially vertically.
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