JP2003208058A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
Image forming apparatus and image forming methodInfo
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Abstract
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】本発明は複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置および画像形成方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile and a printer, and an image forming method.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機、ファクシミリ、電子写真プリン
タ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体
上にトナー像を形成して該トナー像を紙やOHPシート
などのトナー像支持体に静電転写するが、この感光体か
らトナー像支持体に静電転写したトナーは単に静電力に
より付着しているだけで簡単にトナー像支持体から剥が
れ落ちるので、トナーを加熱又は加圧することによりト
ナー像支持体に永久的に固着させることが必要になる。
このトナーをトナー像支持体に永久的に固着させる工程
は定着プロセスと呼ばれている。2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile or an electrophotographic printer, a toner image is formed on a photosensitive member and the toner image is formed on a toner image support such as paper or an OHP sheet. The toner is electrostatically transferred, but the toner electrostatically transferred from the photoconductor to the toner image support easily peels off from the toner image support simply by being attached by electrostatic force. It is necessary to permanently affix it to the toner image support.
The step of permanently fixing the toner to the toner image support is called a fixing process.
【0003】トナーをトナー像支持体に永久的に固着さ
せる定着方式は様々な方式があるが、そのうちで熱ロー
ラ定着方式は熱効率が高く安全である等の理由で最も広
く使われている。この熱ローラ定着方式は、2つのロー
ラを圧接させてそのうちの少なくとも一方を加熱し、こ
の2つのローラの圧接部分(ニップ部)に、未定着のト
ナーを担持するトナー像支持体を通過させることによ
り、トナー像支持体上の未定着トナーを加熱してトナー
像支持体に定着させる方式である。There are various fixing methods for permanently fixing the toner to the toner image support. Among them, the heat roller fixing method is most widely used because of its high thermal efficiency and safety. In this heat roller fixing method, two rollers are brought into pressure contact with each other to heat at least one of them, and a toner image support carrying unfixed toner is passed through the pressure contact portion (nip portion) of these two rollers. In this method, the unfixed toner on the toner image support is heated and fixed on the toner image support.
【0004】熱ローラ定着方式において、2つのローラ
のうち一方のローラを加熱する場合、加熱する方のロー
ラを定着ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラと呼
ぶ。定着ローラの内部にはハロゲンランプあるいは電気
ヒータ等の熱源が定着ローラの軸方向に内装されてい
る。In the heat roller fixing method, when one of the two rollers is heated, the roller to be heated is called a fixing roller and the other roller is called a pressure roller. A heat source such as a halogen lamp or an electric heater is provided inside the fixing roller in the axial direction of the fixing roller.
【0005】定着ローラの外側表面には定着ローラの表
面温度を検知するための温度センサが取り付けられてお
り、この温度センサの出力値に基づきニップ部における
定着ローラの表面温度がトナー像支持体上の未定着トナ
ーの定着に適した温度に維持されるように熱源への電流
供給量が制御される。熱ローラ定着方式の定着装置は、
比較的熱容量が大きいローラ構造を用いることから定着
ローラ表面が所定の定着温度に達するまでの立ち上がり
時間が5〜20分と長くなりがちであり、その間に消費
される電力が増加する点で省エネルギーの面で不利とな
ることが知られている。A temperature sensor for detecting the surface temperature of the fixing roller is attached to the outer surface of the fixing roller. Based on the output value of this temperature sensor, the surface temperature of the fixing roller in the nip portion is on the toner image support. The amount of current supplied to the heat source is controlled so as to be maintained at a temperature suitable for fixing the unfixed toner. The heat roller fixing type fixing device is
Since a roller structure having a relatively large heat capacity is used, the rise time until the surface of the fixing roller reaches a predetermined fixing temperature tends to be long, which is 5 to 20 minutes. It is known to be disadvantageous.
【0006】一方、熱ローラ定着方式における不具合で
ある省エネルギー効果が低いという点に鑑み、ローラと
比較して熱容量が小さいベルトを加熱部材として用いる
ベルト定着方式が提案されている(例えば、特開平8−
286535号公報)。On the other hand, in view of the fact that the energy saving effect, which is a problem in the heat roller fixing method, is low, a belt fixing method using a belt having a smaller heat capacity than the roller as a heating member has been proposed (for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8 (1999) -811). −
286535).
【0007】上記公報には、一対のローラに掛け回され
たベルトを予め加熱すると共に、ベルトが掛け回されて
いるローラの一つに対向させて加圧ローラを設けた構成
が、開示されている。The above publication discloses a structure in which a belt wound around a pair of rollers is heated in advance and a pressure roller is provided so as to face one of the rollers around which the belt is wound. There is.
【0008】上記公報とは別にベルトを用いる構成とし
ては特開平8−314303号公報に開示された構成が
ある。同公報には、上記公報と同様に一対のローラに掛
け回されて加熱されるベルトにおける展張面の一方にト
ナー支持体におけるトナー支持面と反対側の面からトナ
ー支持体を加熱する手段を設けた構成が開示されてい
る。In addition to the above publication, there is a construction disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-314303 as a construction using a belt. In the same publication, as in the above publication, a means for heating the toner support from the surface opposite to the toner support surface of the toner support is provided on one of the spreading surfaces of the belt that is heated around a pair of rollers. Configurations are disclosed.
【0009】上記各公報に開示されている構成において
は、ローラに比較して熱容量が小さいベルトを用いるこ
とによりトナー支持体を挟持搬送するニップ領域を長く
できることにより、定着温度への立ち上がりを早くでき
ると共にニップ領域を長くしたことにより定着に必要な
熱量を得るための受熱時間が長くできることによって熱
源温度の低下傾向が得られ、結果として、定着時間の短
縮化と消費電力の低減化が図れる。このような構成に用
いられるベルトおよび熱ローラ定着方式に用いられるロ
ーラは、表面の構成として、第1に、例えばシリコーン
ゴムなどの弾性離型性材料層を配置した構成、第2に、
一例としてテトラフルオロエチレンパーフルオロアルコ
キシビニルエーテルポリマー(以下、便宜上、PFAと
表現する)等のフッ素系樹脂で代表される層を配置した
構成(例えば、特開平6−167900号公報)、第3
に弾性離型性材料の上にシリコーンゴム上にフッ素樹脂
を積層した構成が知られている。第1に挙げた構成は、
ニップを確保するために弾性体を用いたものであるが、
粘着性があり、紙の搬送、ゴミの付着、オフセット上問
題がある。第2の構成は、通常40μm程度の薄い膜厚
であり、弾性が不十分でニップがとれず、十分熱供給で
きず定着性が不十分となる。第3の構成はシリコーンで
弾性をフッ素系樹脂で離型性を持たせたもので上記問題
は一応解決される。In the structures disclosed in the above-mentioned publications, the belt having a smaller heat capacity than the roller is used, whereby the nip region for sandwiching and carrying the toner support can be lengthened, so that the rise to the fixing temperature can be accelerated. At the same time, by increasing the nip area, the heat receiving time for obtaining the amount of heat required for fixing can be lengthened, so that the heat source temperature tends to decrease, and as a result, the fixing time can be shortened and the power consumption can be reduced. The belt used in such a structure and the roller used in the heat roller fixing method have, as the surface structure, firstly, a structure in which an elastic release material layer such as silicone rubber is arranged, and secondly,
As an example, a structure in which a layer represented by a fluororesin such as tetrafluoroethylene perfluoroalkoxy vinyl ether polymer (hereinafter, referred to as PFA for convenience) is arranged (for example, JP-A-6-167900), the third
There is known a structure in which a fluororesin is laminated on a silicone rubber on an elastic release material. The first configuration is
Although an elastic body is used to secure the nip,
It is sticky and has problems in paper transportation, dust adhesion, and offset. The second configuration has a thin film thickness of about 40 μm, has insufficient elasticity, cannot open the nip, cannot sufficiently supply heat, and has insufficient fixing property. In the third structure, the elasticity is made of silicone and the releasability is made of a fluorine-based resin, and the above problem is temporarily solved.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】一方、上記構成を備え
たベルトを用いるベルト定着方式においては、トナー像
と接触するベルトあるいはローラがニップ部での温度を
直接計測することができないことから、トナー支持体な
どの被加熱材(紙などのトナー支持体)がニップ部に達
した際にトナー支持体によりニップ部で熱を奪われるこ
とにより正確にニップ部での温度を計測することができ
ない。特に、熱を奪われる部材はトナー支持体と接触し
た際に温度勾配が発生するが、温度低下を直接計測する
ことは困難であった。このため、ニップ部での温度が定
着に必要な値から外れた場合には、トナー像の溶融軟化
および支持体への浸透という現象を利用する定着が不完
全な状態で得られて定着不良が発生してしまうという不
具合がある。On the other hand, in the belt fixing system using the belt having the above structure, the temperature of the toner at the nip portion cannot be directly measured by the belt or the roller that comes into contact with the toner image. When a material to be heated (toner support such as paper) such as a support reaches the nip portion, heat is removed from the nip portion by the toner support, so that the temperature at the nip portion cannot be accurately measured. In particular, a member that is deprived of heat causes a temperature gradient when it comes into contact with the toner support, but it is difficult to directly measure the temperature decrease. Therefore, when the temperature in the nip portion is out of the value required for fixing, the fixing using the phenomenon of melting and softening of the toner image and the penetration into the support is obtained in an incomplete state, and the fixing failure occurs. There is a problem that it occurs.
【0011】本発明の目的は、上記従来の定着装置にお
ける問題、特にトナー支持体と接触することにより温度
低下が生じた場合を直接計測できるようにして定着温度
を維持することにより定着不良の発生を未然に防止でき
る構成を備えた画像形成装置および画像形成方法を提供
することにある。The object of the present invention is to maintain the fixing temperature by directly measuring the problem in the above-mentioned conventional fixing device, especially the case where the temperature is lowered due to the contact with the toner support, thereby causing the fixing failure. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method having a configuration capable of preventing the above.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
一対のローラに掛け回され、そのローラの一つに内蔵さ
れている熱源により加熱されるベルトと、上記ベルトを
周面の一部で周方向に沿って移動させる加圧ローラとを
備え、トナー像が担持されているトナー像支持体を上記
ベルトと上記加圧ローラとで挟持搬送しながら上記トナ
ー像の定着を行う構成を備えた画像形成装置において、
上記加圧ローラは、光ファイバーからなる発光部分と受
光部分とを有する可撓性を有する表層をなす弾性体と、
上記発光部分からの光を反射可能な軸芯と、上記表層と
上記軸芯との間に設けられて熱による膨縮可能な中空部
とを径方向に沿って有し、上記径方向での上記中空部の
幅が一定幅以下に達した時点で上記ベルトに対する加熱
制御を行う手段を備えていることを特徴としている。The invention according to claim 1 is
Toner provided with a belt that is wound around a pair of rollers and heated by a heat source built in one of the rollers, and a pressure roller that moves the belt in the circumferential direction on a part of the circumferential surface. In an image forming apparatus having a configuration for fixing the toner image while sandwiching and conveying the toner image support on which an image is carried by the belt and the pressure roller,
The pressure roller is a flexible elastic body having a light emitting portion and a light receiving portion made of an optical fiber,
A shaft core capable of reflecting the light from the light emitting portion, and having a hollow portion provided between the surface layer and the shaft core and expandable and contractable by heat are provided along the radial direction, and in the radial direction, It is characterized in that it comprises means for controlling heating of the belt when the width of the hollow portion reaches a certain width or less.
【0013】請求項2記載の発明は、一対のローラに掛
け回され、そのローラの一つに内蔵されている熱源によ
り加熱されるベルトと、上記ベルトを周面の一部で周方
向に沿って移動させる加圧ローラとを備え、トナー像が
担持されているトナー像支持体を上記ベルトと上記加圧
ローラとで挟持搬送しながら上記トナー像の定着を行う
構成を備えた画像形成装置において、上記加圧ローラ
は、光ファイバーからなる発光部分と受光部分とを有す
る可撓性を有する表層をなす弾性体と、上記発光部分か
らの光を反射可能な軸芯と、上記表層と上記軸芯との間
に設けられて熱による膨縮可能な中空部とを径方向に沿
って有し、上記径方向での上記中空部の幅が一定幅以下
に達した時点で上記加圧ローラに対する加熱制御を行う
手段を備えていることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, a belt is wound around a pair of rollers and is heated by a heat source incorporated in one of the rollers, and the belt has a part of its peripheral surface along the circumferential direction. In an image forming apparatus having a configuration in which a toner image supporting body carrying a toner image is sandwiched and conveyed by the belt and the pressure roller to fix the toner image The pressure roller comprises an elastic body having a flexible surface layer having a light emitting portion and a light receiving portion made of optical fibers, a shaft core capable of reflecting light from the light emitting portion, the surface layer and the shaft core. And a heat-expandable hollow portion provided along the radial direction, and heating the pressure roller when the width of the hollow portion in the radial direction reaches a certain width or less. It is equipped with means for controlling It is characterized in.
【0014】請求項3記載の発明は、一対のローラに掛
け回され、そのローラの一つに内蔵されている熱源によ
り加熱されるベルトと、上記ベルトを周面の一部で周方
向に沿って移動させる加圧ローラとを備え、トナー像が
担持されているトナー像支持体を上記ベルトと上記加圧
ローラとで挟持搬送しながら上記トナー像の定着を行う
画像形成方法において、上記加圧ローラには、光ファイ
バーからなる発光部分と受光部分とを有する可撓性を有
する表層をなす弾性体と、上記発光部分からの光を反射
可能な軸芯と、上記表層と上記軸芯との間に設けられて
熱による膨縮可能な中空部とが径方向に沿って設けら
れ、上記径方向での上記中空部の幅が一定幅以下に達し
た時点で上記ベルト若しくは上記加圧ローラの少なくと
も一方に対する加熱制御を行うことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, a belt is wound around a pair of rollers and is heated by a heat source incorporated in one of the rollers, and the belt has a part of its circumferential surface along the circumferential direction. In the image forming method, the toner image supporting member carrying a toner image is fixed while the toner image support carrying the toner image is nipped and conveyed by the belt and the pressure roller. In the roller, an elastic body having a flexible surface layer having a light emitting portion and a light receiving portion formed of an optical fiber, a shaft core capable of reflecting light from the light emitting portion, and a space between the surface layer and the shaft core. A heat-expandable hollow portion is provided along the radial direction, and at least when the width of the hollow portion in the radial direction reaches a certain width or less, at least the belt or the pressure roller is provided. Heating for one It is characterized by performing the control.
【0015】請求項4記載の発明は、請求項1または2
記載の発明に加えて、上記中空部内には不活性ガスが充
填されていることを特徴としている。The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2.
In addition to the invention described above, the hollow portion is characterized by being filled with an inert gas.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を説明
するための実施例による画像形成装置の一例を示す模式
図であり、同図に示された画像形成装置は複数の色分解
色に対応したトナーを用いて画像形成が可能なカラープ
リンタを示している。図1に示す画像形成装置20は、
搬送されるトナー像支持体に相当する紙などのシート状
記録媒体に対して色分解毎の画像を順次転写して色分解
色に対応した補色トナーで現像された画像を重畳される
ことによりカラー画像を形成する方式が用いられてい
る。このような画像形成方式に代えて、色分解毎のトナ
ー像を1次転写行程により中間転写体に順次転写し、重
畳された画像を2次転写行程によりトナー像支持体であ
る紙などに一括転写する方式を用いることも可能であ
る。画像形成装置には、この他に、受信した画像信号に
基づき上述した複写機およびプリンタと同様な画像形成
処理が可能なファクシミリ装置がある。なお、画像形成
装置には、上述したカラー画像を対象とするだけでな
く、単一色の画像を対象とする装置も勿論含まれる。1 is a schematic view showing an example of an image forming apparatus according to an embodiment for explaining an embodiment of the present invention, and the image forming apparatus shown in the drawing has a plurality of color separations. 1 illustrates a color printer capable of forming an image using toner corresponding to a color. The image forming apparatus 20 shown in FIG.
Color images are transferred by sequentially transferring images for each color separation onto a sheet-shaped recording medium such as paper, which corresponds to the toner image carrier, and superimposing images developed with complementary color toners corresponding to the color separation colors. A method of forming an image is used. Instead of such an image forming method, the toner images for each color separation are sequentially transferred to an intermediate transfer member by a primary transfer process, and the superimposed images are collectively transferred to a paper, which is a toner image support, by a secondary transfer process. It is also possible to use a transfer method. In addition to the above, the image forming apparatus includes a facsimile apparatus that can perform the same image forming processing as the above-described copying machine and printer based on the received image signal. Note that the image forming apparatus includes not only the above-described color image as a target but also a device as a single-color image as a target.
【0017】図1において、画像形成装置20は、次に
挙げる各装置を備えている。原稿画像に応じた各色毎の
画像を形成する作像装置21C、21Y、21M、21
Bkと、各作像装置21C、21Y、21M、21Bk
に対向して移動できる展張部を有するベルトを用いた転
写装置22と、各作像装置21C、21Y、21M、2
1Bkと転写装置22とが対向する転写領域にトナー像
支持体に相当する紙などの各種シート状媒体(以下、ト
ナー像支持体をシート状媒体と呼称する)を供給可能な
手差しトレイ23および給紙カセット24、24と、手
差しトレイ23あるいは給紙カセット24、24から搬
送されてきたシート状媒体を作像装置21C、21Y、
21M、21Bkによる作像のタイミングに合わせて供
給するレジストローラ30と、転写領域において転写後
のシート状媒体の定着を行う定着装置1である。In FIG. 1, the image forming apparatus 20 is provided with the following respective devices. Image forming devices 21C, 21Y, 21M, and 21 that form images for each color according to the original image
Bk and each image forming device 21C, 21Y, 21M, 21Bk
Transfer device 22 using a belt having a stretchable portion that can move opposite to each other, and image forming devices 21C, 21Y, 21M, 2
1Bk and a transfer device 22 face each other in a transfer area, and a sheet feeding tray 23 capable of supplying various sheet-like media such as paper corresponding to a toner image support (hereinafter, the toner image support is referred to as a sheet-like medium) and a paper feed tray. The sheet cassettes 24, 24 and the sheet-shaped medium conveyed from the manual feed tray 23 or the sheet feed cassettes 24, 24 are image forming devices 21C, 21Y,
A registration roller 30 is supplied at the timing of image formation by 21M and 21Bk, and a fixing device 1 for fixing the sheet medium after transfer in the transfer area.
【0018】画像形成装置20は、トナー像支持体に相
当するものとして、一般にコピー等に用いられる普通紙
と、OHPシートや、カード、ハガキといった90K
紙、坪量約100g/m2相当以上の厚紙や、封筒等
の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シート等の
シート状記録媒体(以下、便宜上、トナー像支持体をシ
ート状記録媒体と表現する)を用いることが可能であ
る。The image forming apparatus 20, which corresponds to a toner image support, is a plain paper generally used for copying or the like, an OHP sheet, a card, a postcard 90K.
Sheet-like recording medium such as paper, thick paper having a basis weight of approximately 100 g / m 2 or more, or a so-called special sheet having a larger heat capacity than the sheet (hereinafter, the toner image support is referred to as a sheet-like recording medium for convenience). Can be used.
【0019】各作像装置21C、21Y、21M、21
Bkは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラッ
クの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が
異なるが、その構成が同様であるから、作像装置21B
kの構成を各作像像装置21C、21Y、21M、21
Bkの代表として説明する。作像装置21Bkは、静電
潜像担持体としての感光体ドラム25Bk、感光体ドラ
ム25Bkの回転方向Aに沿って順に配置されている帯
電装置27Bk、現像装置26Bk、クリーニング装置
28Bkを有し、帯電装置27Bkと現像装置26Bk
との間で書き込み装置29からの露光光を受ける周知の
構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状
の他に、ベルト状とする場合もある。Image forming devices 21C, 21Y, 21M, 21
Bk develops each color of cyan, yellow, magenta, and black, and the colors of the toners used are different, but the configurations are the same, so the image forming device 21B
k of the image forming devices 21C, 21Y, 21M, 21
This will be described as a representative of Bk. The image forming device 21Bk has a photosensitive drum 25Bk as an electrostatic latent image carrier, a charging device 27Bk, a developing device 26Bk, and a cleaning device 28Bk which are sequentially arranged along the rotation direction A of the photosensitive drum 25Bk. Charging device 27Bk and developing device 26Bk
A well-known structure for receiving the exposure light from the writing device 29 between and is used. The electrostatic latent image carrier may have a belt shape in addition to the drum shape.
【0020】転写装置22には、本実施形態の場合、各
作像装置21C、21Y、21M、21Bkに対面する
展張面が図示矢印方向に移動する搬送ベルトが用いられ
ており、展張面の移動方向上流側、つまり、シート状記
録媒体が進入してくる側が作像装置に対して接離(実線
で示す状態と二点鎖線で示す状態)できるようになって
いる。転写装置22には、シート状記録媒体をベルトに
静電吸着させる帯電装置および各作像装置における感光
体25Bk,25Y,25C,25Mに形成されている
画像をシート状記録媒体に静電転写するための転写装置
がそれぞれ設けられている。転写装置22により画像を
転写されたシート状記録媒体は、定着装置1により画像
を定着された後、排出される場合と、画像転写面の裏面
に再度画像を転写するために給送される場合とが選択さ
れ、裏面への画像転写時には、詳しくは説明しないが、
レジストローラ30に向けてシート状記録媒体を反転し
た状態で給送する再給送機構に搬送されるようになって
いる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベル
ト状とする場合もある。図1に示す画像形成装置20
は、転写装置22が斜めに延在させてあるので、水平方
向での転写装置22の占有スペースを小さくすることが
できる。In the case of the present embodiment, the transfer device 22 uses a conveyor belt whose expansion surface facing the image forming devices 21C, 21Y, 21M, and 21Bk moves in the direction of the arrow shown in the figure. The upstream side in the direction, that is, the side into which the sheet-shaped recording medium enters can be brought into contact with and separated from the image forming device (a state shown by a solid line and a state shown by a chain double-dashed line). The transfer device 22 electrostatically transfers the image formed on the charging device that electrostatically attracts the sheet-shaped recording medium to the belt and the photoconductors 25Bk, 25Y, 25C, and 25M in each image forming device to the sheet-shaped recording medium. Each of the transfer devices is provided. The sheet-shaped recording medium to which the image is transferred by the transfer device 22 is discharged after the image is fixed by the fixing device 1 and is fed to the back surface of the image transfer surface to transfer the image again. When and are selected and the image is transferred to the back side, I will not explain in detail,
The sheet-shaped recording medium is conveyed toward the registration rollers 30 in a reversed state and is conveyed to a re-feed mechanism. The electrostatic latent image carrier may have a belt shape in addition to the drum shape. Image forming apparatus 20 shown in FIG.
Since the transfer device 22 extends obliquely, the space occupied by the transfer device 22 in the horizontal direction can be reduced.
【0021】図2は本発明の実施の一形態における定着
装置の概略を示す図である。この第1の実施形態は、請
求項1、2に係る発明の一実施形態であり、電子写真形
成方法からなる画像形成方法を用いる電子写真装置から
なる画像形成装置の一実施形態である。第1の実施形態
においては、一対のローラ2,3に掛け回されてそのう
ちの一つで構成された加熱ローラ3に内蔵されている熱
源3Aにより加熱されるベルト4と、ベルト4が周面の
一部に当接して周方向に移動可能な加圧ローラ5とを備
えている。加圧ローラ5は、図示しない付勢機構により
ベルト4に圧接しており、ベルト4と協働して回転する
ことができる。FIG. 2 is a diagram showing an outline of the fixing device in the embodiment of the present invention. The first embodiment is an embodiment of the invention according to claims 1 and 2, and is an embodiment of an image forming apparatus including an electrophotographic apparatus using an image forming method including the electrophotographic forming method. In the first embodiment, the belt 4 is wound around the pair of rollers 2 and 3 and is heated by the heat source 3A built in the heating roller 3 constituted by one of them, and the belt 4 has a circumferential surface. And a pressure roller 5 that is movable in the circumferential direction by abutting on a part thereof. The pressure roller 5 is pressed against the belt 4 by an urging mechanism (not shown) and can rotate in cooperation with the belt 4.
【0022】加熱ローラ3はベルト4のテンション部材
を兼ねており、内蔵されている熱源3Aとして用いられ
るハロゲンランプによりシート状記録媒体の搬送方向上
流側でベルト4を加熱するようになっている。ハロゲン
ランプ3Aは、加熱ローラ3の全長にほぼ等しい長さで
配置されており、加熱ローラ3の軸方向で均一な加熱を
行う。The heating roller 3 also serves as a tension member for the belt 4, and the halogen lamp used as a built-in heat source 3A heats the belt 4 on the upstream side in the transport direction of the sheet-shaped recording medium. The halogen lamp 3A is arranged with a length substantially equal to the entire length of the heating roller 3, and performs uniform heating in the axial direction of the heating roller 3.
【0023】ベルト4が掛け回されている今一つのロー
ラ2は、ベルト4を加圧ローラ5の周面に沿わせて移動
させることができる位置に配置された定着ローラとして
用いられ、これにより、ベルト4の一部が加圧ローラ5
の周面に沿って移動するニップ部(シート状記録媒体を
挟持搬送する部分)を構成できるようになっている。な
お、図2に示す構成では、定着ローラ2および加熱ロー
ラ3との間で展張されているベルト4に対して加圧ロー
ラ5が当接しているが、この構成に限らず、ベルト4を
はさんで定着ローラ2に対向する位置に加圧ローラ5を
配置することも可能である。この場合には、定着ローラ
2の表層部を弾性体とすることによりベルト4が定着ロ
ーラ2の周面に押し付けられることになり、ベルト4の
展張部分で加圧ローラ5が当接する場合に比べてシート
状記録媒体の挟持圧力を高めてベルト4からトナー像へ
の伝熱効率を向上させることができる。The other roller 2 around which the belt 4 is wound is used as a fixing roller arranged at a position where the belt 4 can be moved along the peripheral surface of the pressure roller 5, whereby The pressure roller 5 is a part of the belt 4.
It is possible to configure a nip portion (a portion for sandwiching and conveying the sheet-shaped recording medium) that moves along the peripheral surface of the sheet. In the configuration shown in FIG. 2, the pressure roller 5 is in contact with the belt 4 stretched between the fixing roller 2 and the heating roller 3, but the present invention is not limited to this configuration, and the belt 4 may be removed. It is also possible to dispose the pressure roller 5 at a position facing the fixing roller 2. In this case, the belt 4 is pressed against the peripheral surface of the fixing roller 2 by making the surface layer portion of the fixing roller 2 an elastic body, and compared with the case where the pressure roller 5 abuts on the expanded portion of the belt 4. It is possible to improve the heat transfer efficiency from the belt 4 to the toner image by increasing the holding pressure of the sheet-shaped recording medium.
【0024】図3は、第1の実施形態における定着装置
1に用いられる加圧ローラ5のローラ軸方向中心付近で
ローラ軸方向に垂直な断面を示しており、同図(A)に
おいて加圧ローラ5は、光を反射可能な材料が用いられ
ている軸芯5Aと、この軸芯5Aの外側に位置して表層
を構成するシリコンゴムなどを用いた弾性体5Bと、こ
の弾性体5Bと軸芯5Aとの間に形成された中空部5C
とを有する。FIG. 3 shows a cross section near the center of the pressure roller 5 used in the fixing device 1 in the first embodiment in the roller axis direction, which is perpendicular to the roller axis direction. The roller 5 includes a shaft core 5A made of a material capable of reflecting light, an elastic body 5B located outside the shaft core 5A and made of silicon rubber or the like forming a surface layer, and the elastic body 5B. Hollow part 5C formed between shaft 5A
Have and.
【0025】中空部5Cの内部には不活性ガスが充填さ
れ、ベルト4が定着温度に設定されているときにこのベ
ルトとのみ接触している段階、換言すれば、シート状記
録媒体がベルト4と加圧ローラ5との間に挟持されてい
ない(存在していない)段階で中空部5Cが加圧ローラ
の径方向で最も大きく膨張することができるようになっ
ている。中空部5Cの内部には、図4に示すように、中
空部5Cが最も大きく膨張している状態を初期状態とし
た場合にこの状態を維持すると共に中空部5C内の収縮
変形を許容できるスペーサ7が周方向に沿って複数配置
されている。本実施形態では、スペーサとして弾性変形
可能なスポンジを円柱状としたものが用いられている。The inside of the hollow portion 5C is filled with an inert gas and is in contact with only the belt 4 when the belt 4 is set at the fixing temperature, in other words, the sheet recording medium is the belt 4. The hollow portion 5C can be expanded most in the radial direction of the pressure roller when it is not sandwiched between the pressure roller 5 and the pressure roller 5. As shown in FIG. 4, inside the hollow portion 5C, a spacer that can maintain this state when the state in which the hollow portion 5C is inflated the most is set as the initial state and that allows shrinkage deformation in the hollow portion 5C. A plurality of 7 are arranged along the circumferential direction. In this embodiment, a columnar elastically deformable sponge is used as the spacer.
【0026】弾性体5Bの内部には、図3(B)に示す
ように、周方向に沿って加圧ローラ5の直径に平行する
光ファイバー6が設けられており、光ファイバー6は1
本の発光用ファイバー6Aと複数の受光用ファイバー6
Bとが組み合わせて設けられている。光ファイバー6の
発光用ファイバー6Aおよび受光用ファイバー6Bにお
ける延長方向の同じ側の端部、本実施形態では軸芯5A
と反対側の端部には、発光用ファイバー6A側にLED
などの光源が、そして受光用ファイバー6B側に距離セ
ンサがそれぞれ設けられるようになっている。加圧ロー
ラ5はある程度高温になるので、室温にあるLEDから
の照射光が発光用ファイバー6A内に導入され、光源側
と反対の端部から軸芯5Aの表面で反射した光が受光用
ファイバー6Bを介して距離センサに導入される。光フ
ァイバー6の延長方向で軸芯5A側の端部に位置する中
空部5C内には、一部に透光用開口が形成された遮光板
8が配置されており、後で説明するが、軸芯5Aで反射
した光の一部が受光用ファイバ6Bのいずれかに向けて
透過できるようになっている。Inside the elastic body 5B, as shown in FIG. 3 (B), an optical fiber 6 parallel to the diameter of the pressure roller 5 is provided along the circumferential direction.
Book emitting fiber 6A and a plurality of receiving fibers 6
B is provided in combination. The ends of the optical fiber 6 on the same side in the extending direction of the light emitting fiber 6A and the light receiving fiber 6B, in the present embodiment, the shaft core 5A.
LED on the side of the light emitting fiber 6A at the end opposite to
And a distance sensor on the side of the light receiving fiber 6B. Since the pressure roller 5 reaches a high temperature to some extent, the irradiation light from the LED at room temperature is introduced into the light emitting fiber 6A, and the light reflected on the surface of the shaft core 5A from the end opposite to the light source side is the light receiving fiber. It is introduced into the distance sensor via 6B. Inside the hollow portion 5C located at the end on the axial core 5A side in the extension direction of the optical fiber 6, a light shielding plate 8 having a light transmitting opening formed in a part thereof is arranged. Part of the light reflected by the core 5A can be transmitted to any of the light receiving fibers 6B.
【0027】発光素子から出射された光は発光用ファイ
バー6Aにより中空部5Cまで運ばれ、発光用ファイバ
ー6Aからの光L1が中空部5Cを通って軸芯5Aの表
面で反射される。受光用ファイバ6Bは軸芯5Aからの
反射光L2を遮光板8の透光用開口部を通して受けて受
光素子まで運び、受光素子が受光用光ファイバ6Bから
の光を受光し、カメラのオートフォーカス等で使われて
いる三角測量法を利用して中空部5Cの幅(加圧ローラ
5の半径方向の長さ)を測定するようになっている。The light emitted from the light emitting element is carried to the hollow portion 5C by the light emitting fiber 6A, and the light L1 from the light emitting fiber 6A passes through the hollow portion 5C and is reflected on the surface of the shaft core 5A. The light-receiving fiber 6B receives the reflected light L2 from the axis 5A through the light-transmitting opening of the light-shielding plate 8 and conveys it to the light-receiving element. The light-receiving element receives the light from the light-receiving optical fiber 6B, and the camera is automatically focused. The width of the hollow portion 5C (the length of the pressure roller 5 in the radial direction) is measured by using the triangulation method used in the above.
【0028】図5は、光ファイバー6に対する中空部5
Cからの反射光の動向を説明するための図であり、同図
(A)はベルト4と加圧ローラ5とが直接接触している
初期状態を、同図(B)は画像形成時(コピー動作時)
にシート状記録媒体がベルト4と加圧ローラ5との間に
導入されて挟持搬送されるときの状態を示している。図
5(A)において、ベルト4の表面温度が定着温度に設
定され、ベルト4と加圧ローラ5とで構成されるニップ
部にシート状記録媒体が存在せずに加圧ローラ5がベル
ト4に圧接している時には、中空部5Cの充填物(不活
性ガス)が最も膨張して中空部5Cの幅(加圧ローラ5
の径方向の寸法S)が最も大きくなっており、弾性体5
Bの表面が最も張っている。この時は、複数の受光用フ
ァイバー6Bは軸芯5Aから遮光板8の透光用開口部を
通して入る反射光L2を上側(回転方向上流側)の光フ
ァイバーで受光する。FIG. 5 shows the hollow portion 5 for the optical fiber 6.
FIG. 4 is a diagram for explaining the trend of the reflected light from C. FIG. 4A shows an initial state in which the belt 4 and the pressure roller 5 are in direct contact, and FIG. (During copy operation)
1 shows a state in which the sheet-shaped recording medium is introduced between the belt 4 and the pressure roller 5 and is nipped and conveyed. In FIG. 5A, the surface temperature of the belt 4 is set to the fixing temperature, the sheet-shaped recording medium does not exist in the nip portion formed by the belt 4 and the pressure roller 5, and the pressure roller 5 is set to the belt 4. When pressed against the hollow part 5C, the filling (inert gas) in the hollow part 5C expands most and the width of the hollow part 5C (the pressure roller 5
Has the largest radial dimension S) of the elastic body 5
The surface of B is the most tense. At this time, the plurality of light receiving fibers 6B receives the reflected light L2 entering from the shaft core 5A through the light transmitting opening of the light shielding plate 8 by the upper (upstream in the rotational direction) optical fiber.
【0029】画像形成時には、加圧ローラ5がシート状
記録媒体に熱を奪われて加圧ローラ5の温度が徐々に低
下する。そうすると、中空部5C内の充填物である不活
性ガスは徐々に熱収縮する。中空部5C内の充填物が熱
収縮するとスペーサ7も収縮変形するので中空部5Cの
幅が短くなり(S’<S)、図4(B)に示すように、
発光用ファイバー6Aから出射した光L1が受光用ファ
イバー6Bに到達するまでの間の光路が短縮される。こ
のとき複数の受光用ファイバー6Bに対しては、受光用
ファイバー6Bと軸芯5Aとの間の距離(反射光路の長
さ)、つまり、中空部5Cの幅S’に応じて下側(回転
方向下流側)に移った状態で反射光L2’が入射する。During image formation, the pressure roller 5 is deprived of heat by the sheet-shaped recording medium, and the temperature of the pressure roller 5 gradually decreases. Then, the inert gas, which is the filling material in the hollow portion 5C, gradually heat-shrinks. When the filler in the hollow portion 5C thermally shrinks, the spacer 7 also shrinks and deforms, so that the width of the hollow portion 5C becomes shorter (S ′ <S), and as shown in FIG.
The optical path until the light L1 emitted from the light emitting fiber 6A reaches the light receiving fiber 6B is shortened. At this time, with respect to the plurality of light-receiving fibers 6B, the distance (the length of the reflected light path) between the light-receiving fibers 6B and the shaft core 5A, that is, the lower side (rotation The reflected light L2 ′ is incident in a state of moving to the downstream side).
【0030】複数の受光用ファイバー6Bのうちで中空
部5Cの幅に応じて反射光が入射したファイバーを割り
出すことにより光ファイバー6と軸芯5Aとの間の距離
(中空部5Cの幅)の変化を検出することができる。こ
のため、発光素子、光ファイバー6、遮光板8および受
光素子は光ファイバー6と軸芯5Aとの間の距離(中空
部5Cの幅)を検出する手段を構成していることにな
る。The distance between the optical fiber 6 and the shaft core 5A (width of the hollow portion 5C) is changed by indexing the fiber among the plurality of light receiving fibers 6B into which the reflected light is incident according to the width of the hollow portion 5C. Can be detected. Therefore, the light emitting element, the optical fiber 6, the light shielding plate 8 and the light receiving element constitute a means for detecting the distance (width of the hollow portion 5C) between the optical fiber 6 and the shaft core 5A.
【0031】中空部5Cの幅に関する情報は、図6に示
す加熱ランプ制御部9に出力されるようになっている。
図6において加熱ランプ制御部9は、上記受光部(便宜
上、図6においては光ファイバー6の受光用ファイバー
6Bを表示している)の出力信号を周知の手段を介して
受信し、光ファイバー6と軸芯5Aとの距離が一定の距
離以下に縮まって中空部5Cの幅が一定の幅以下になる
ことによりオンするスイッチを備えている。Information regarding the width of the hollow portion 5C is output to the heating lamp control unit 9 shown in FIG.
In FIG. 6, the heating lamp control section 9 receives the output signal of the above-mentioned light receiving section (for convenience, the light receiving fiber 6B of the optical fiber 6 is shown in FIG. 6) via a known means, and the optical fiber 6 and the axis A switch is provided which is turned on when the distance from the core 5A is reduced to a predetermined distance or less and the width of the hollow portion 5C becomes a predetermined width or less.
【0032】加熱ランプ制御部9の出力側にはベルト4
の近傍に配置されて加熱ローラ3側の熱源であるハロゲ
ンランプ3Aとは別に設けられている熱源10に接続さ
れており、スイッチがオンすることにより、熱源10を
点灯させてベルト4側の温度を高めてベルト4に圧接し
ている加圧ローラ5の温度を上昇させることができるよ
うになっている。これにより、ベルト4と加圧ローラ5
とで構成されるニップ部にシート状記録媒体が挟持され
た際に発生する加圧ローラ5の温度低下をベルト4側で
の温度を高めることにより矯正して定着不良を防止する
ことができる。The belt 4 is provided on the output side of the heating lamp controller 9.
Is connected to a heat source 10 which is arranged in the vicinity of the heat roller 3 and is provided separately from the halogen lamp 3A which is a heat source on the heating roller 3 side, and when the switch is turned on, the heat source 10 is turned on to turn on the temperature on the belt 4 side. Is increased to raise the temperature of the pressure roller 5 which is in pressure contact with the belt 4. As a result, the belt 4 and the pressure roller 5
It is possible to correct the temperature decrease of the pressure roller 5 which occurs when the sheet-shaped recording medium is sandwiched in the nip portion constituted by and by correcting the temperature on the belt 4 side to prevent fixing failure.
【0033】本実施形態は以上のような構成を用いて図
7に示すフローチャートにより定着不良を防止する手順
を説明すると次の通りである。上述のような画像形成動
作(コピー動作)が開始されてベルト4と加圧ローラ5
とのニップ部にシート状記録媒体が導入されると(ST
1)、ニップ部での温度が低下することにより加圧ロー
ラ5の空間(中空部5C)が収縮して幅を縮める(ST
2)。中空部5Cの幅の変化を判別し(ST3)、一定
の幅以下に収縮したと判別した場合には、加熱ランプ制
御部9において上記受光部の出力信号によりスイッチが
オンして熱源(図7では、便宜上、加熱ランプと表示し
てある)10を点灯させる(ST4)。熱源10の点灯
期間は、中空部5Cの幅が一定の幅以上に復元されたか
どうかを判別した結果で決定され(ST5)、一定幅以
上に復元している場合には熱源(加熱ランプ)10が消
灯される(ST6)。これにより、シート状記録媒体に
よって熱を奪われて発生する加圧ローラ5の温度低下を
ベルト4側での温度上昇により矯正して所定の定着温度
を維持することができるので、シート状記録媒体に担持
されているトナー像の定着不良が防止できる。In the present embodiment, the procedure for preventing the fixing failure will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the image forming operation (copy operation) as described above is started, the belt 4 and the pressure roller 5 are
When the sheet-shaped recording medium is introduced into the nip part of
1) When the temperature at the nip portion is reduced, the space (hollow portion 5C) of the pressure roller 5 is contracted to reduce the width (ST
2). When the change in the width of the hollow portion 5C is discriminated (ST3), and when it is discriminated that the hollow portion has contracted to a certain width or less, the switch is turned on by the output signal of the light receiving portion in the heating lamp control portion 9 to turn on the heat source (see FIG. 7). Then, for the sake of convenience, the heating lamp 10 is turned on (ST4). The lighting period of the heat source 10 is determined by the result of determining whether or not the width of the hollow portion 5C has been restored to a certain width or more (ST5). When the width of the hollow portion 5C has been restored to a certain width or more, the heat source (heating lamp) 10 Is turned off (ST6). This makes it possible to correct the temperature decrease of the pressure roller 5 caused by heat removal by the sheet-shaped recording medium by the temperature increase on the belt 4 side and maintain a predetermined fixing temperature. It is possible to prevent defective fixing of the toner image carried on the toner.
【0034】本実施例によれば、加圧ローラの熱がシー
ト状記録媒体の接触によって奪われた場合にベルト4側
の温度を定着温度に維持できるようになっているので、
仮にベルト4と加圧ローラ5との接触状態が加圧ローラ
5側の収縮変形により一時的に不安定となり、シート状
記録媒体への熱伝達が良好に行われなくなった場合でも
ベルト4側での温度設定により定着不良を確実に防止す
ることができる。According to this embodiment, when the heat of the pressure roller is taken away by the contact of the sheet-shaped recording medium, the temperature on the belt 4 side can be maintained at the fixing temperature.
Even if the contact state between the belt 4 and the pressure roller 5 becomes temporarily unstable due to the contraction deformation of the pressure roller 5 side, and the heat transfer to the sheet-shaped recording medium is not performed well, the belt 4 side does not. It is possible to reliably prevent the fixing failure by setting the temperature.
【0035】加圧ローラ5側での熱収縮による中空部5
Cの幅変化に対応して定着不良を防止する構成として
は、本出願人が先に出願した特開2000−33881
4号公報に開示された構成がある。上記公報に開示され
ている構成は、ベルトではなく定着ローラに対峙させて
加圧ローラを設け、加圧ローラの中空部5Cが一定幅以
下となった時点で加圧ローラ5を定着ローラに圧接させ
る圧力制御を行うようになっている。この構成の場合に
は、本実施形態のような加圧ローラ5と対峙する部材の
温度を定着温度に保証する構成がない。このため、たと
え加圧ローラを定着ローラに圧接させた場合でもシート
状記録媒体に対する定着温度は定着ローラ側での温度制
御のみであるので定着温度が一時的に低下することは否
めず、この時点で定着不良を起こす確率が高くなる。こ
の構成に対して本実施形態では、加圧ローラ5の中空部
5Cの幅の収縮量に応じてシート状記録媒体に対する定
着温度をベルト側にて矯正することができるので、シー
ト状記録媒体に与えられる熱量の不足が起こらないうよ
うにできるので定着不良が殆ど発生しない状態を維持す
ることができる。Hollow portion 5 due to heat shrinkage on the pressure roller 5 side
As a configuration for preventing the fixing failure in response to the change of the width of C, the applicant of the present application filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-33881.
There is a configuration disclosed in Japanese Patent No. 4 publication. In the configuration disclosed in the above publication, a pressure roller is provided so as to face the fixing roller instead of the belt, and the pressure roller 5 is pressed against the fixing roller when the hollow portion 5C of the pressure roller becomes a certain width or less. It is designed to control the pressure. In the case of this configuration, there is no configuration that guarantees the temperature of the member facing the pressure roller 5 at the fixing temperature as in the present embodiment. Therefore, even if the pressure roller is brought into pressure contact with the fixing roller, the fixing temperature for the sheet-shaped recording medium is controlled only by the temperature on the fixing roller side, and therefore the fixing temperature cannot be temporarily lowered. Will increase the probability of fixing failure. In contrast to this configuration, in the present embodiment, the fixing temperature for the sheet-shaped recording medium can be corrected on the belt side according to the contraction amount of the width of the hollow portion 5C of the pressure roller 5, so that the sheet-shaped recording medium can be corrected. Since it is possible to prevent the shortage of the applied heat amount, it is possible to maintain a state in which fixing failure hardly occurs.
【0036】次に本発明の別の実施形態を図8により説
明する。図8に示す実施形態は、図6に示した熱源10
をベルト4側ではなく加圧ローラ5の近傍に配置して加
圧ローラ5を加熱制御することを特徴としている。な
お、図8において図6に示した構成と同じ部材について
は同符号により示す。図8において、熱源10は、加熱
ランプ制御部9の出力側に接続され、加熱ランプ制御部
9は、図6に示した構成と同様に、加圧ランプ5の中空
部5Cの幅変化、つまり、中空部5Cの幅が一定の値以
下に達した時点で熱源10を点灯させるようになってい
る。本実施形態では、シート状記録媒体が加圧ローラ5
と接触することにより加圧ローラ5から熱が奪われて中
空部5Cが収縮すると、その収縮によって中空部5Cの
幅が一定の幅以下になった時点で熱源10が点灯され
る。熱源10は加圧ローラ5を加熱するので、加圧ロー
ラ5の温度を上昇させて中空部5Cの幅が一定の幅以上
に復帰するのを助長することができる。これにより、ニ
ップでの温度低下による定着不良を防止することができ
る。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 8 is the heat source 10 shown in FIG.
Is arranged in the vicinity of the pressure roller 5 instead of on the belt 4 side to control the heat of the pressure roller 5. In FIG. 8, the same members as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. In FIG. 8, the heat source 10 is connected to the output side of the heating lamp control unit 9, and the heating lamp control unit 9 changes the width of the hollow portion 5C of the pressure lamp 5, that is, in the same manner as the configuration shown in FIG. The heat source 10 is turned on when the width of the hollow portion 5C reaches a certain value or less. In this embodiment, the sheet-shaped recording medium is the pressure roller 5.
When the hollow portion 5C contracts due to heat being taken from the pressure roller 5 due to the contact with the heat roller 10, the heat source 10 is turned on when the width of the hollow portion 5C becomes a certain width or less due to the contraction. Since the heat source 10 heats the pressure roller 5, it is possible to increase the temperature of the pressure roller 5 and help the width of the hollow portion 5C to return to a certain width or more. As a result, it is possible to prevent the fixing failure due to the temperature decrease in the nip.
【0037】本実施形態によれば、シート上記録媒体の
通過により熱を奪われる直接的な部材である加圧ローラ
5を対象としてその温度低下を解消することができるの
で、ニップ部での温度低下を抑えて加圧ローラ5に接触
するベルト4側との間の温度勾配をなくすことができ、
ニップ部の温度を常に一定した定着温度に維持すること
ができる。According to this embodiment, the temperature drop can be eliminated for the pressure roller 5 which is a direct member of which heat is taken away by the passage of the recording medium on the sheet, so that the temperature at the nip portion can be eliminated. It is possible to suppress the decrease and eliminate the temperature gradient between the pressure roller 5 and the side of the belt 4 contacting the pressure roller 5,
The temperature of the nip portion can always be maintained at a constant fixing temperature.
【0038】[0038]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、加圧ロー
ラに設けられている中空部の幅が加圧ローラの径方向で
一定の幅以下に達した時点でベルトに対する加熱制御が
実行されるので、加圧ローラと対峙する部材であるベル
ト側で加圧ローラで生じた温度の低下分を矯正してトナ
ー像の定着に必要な熱量を確保することができる。これ
により、ニップ部でトナー像に付与される熱量低下を抑
えて定着不良を防止することが可能となる。According to the first aspect of the invention, the heating control for the belt is executed when the width of the hollow portion provided in the pressure roller reaches a certain width or less in the radial direction of the pressure roller. As a result, the amount of heat required for fixing the toner image can be secured by correcting the temperature decrease caused by the pressure roller on the belt side which is a member facing the pressure roller. As a result, it is possible to prevent a fixing failure by suppressing a decrease in the amount of heat applied to the toner image at the nip portion.
【0039】請求項2記載の発明によれば、加圧ローラ
に設けられている中空部の幅が加圧ローラの径方向で一
定の幅以下に達した時点で加圧ローラに対する加熱制御
が実行されるので、中空部の幅を有する直接の部材であ
る加圧ローラの温度を上昇させてニップ部での温度低下
を防止することができる。これにより、ニップ部での温
度低下による定着不良を防止することが可能となる。According to the second aspect of the present invention, the heating control for the pressure roller is executed when the width of the hollow portion provided in the pressure roller reaches a certain width or less in the radial direction of the pressure roller. Therefore, the temperature of the pressure roller, which is a direct member having the width of the hollow portion, can be increased to prevent the temperature from decreasing in the nip portion. As a result, it becomes possible to prevent the fixing failure due to the temperature decrease in the nip portion.
【0040】請求項3記載の発明によれば、加圧ローラ
における中空部の幅が一定幅以下に達した時点でベルト
および加圧ローラの少なくとも一方に対して加熱制御が
できるので、ベルトと加圧ローラとで構成されるニップ
部での温度低下を防止して熱量不足による定着不良の発
生を未然に防止することが可能となる。According to the third aspect of the present invention, heating control can be performed on at least one of the belt and the pressure roller when the width of the hollow portion of the pressure roller reaches a certain width or less. It is possible to prevent a temperature drop in the nip portion formed by the pressure roller and prevent occurrence of fixing failure due to insufficient heat quantity.
【0041】請求項4記載の発明によれば、加圧ローラ
の中空部に不活性ガスが充填されているので、高温に曝
された場合でも加圧ローラの腐食などの機械的な劣化を
防止してベルトと加圧ローラとの当接関係を適正に維持
してベルトを用いた場合の省エネルギー効果を良好に得
ることができる。According to the fourth aspect of the invention, since the hollow portion of the pressure roller is filled with the inert gas, mechanical deterioration such as corrosion of the pressure roller is prevented even when the pressure roller is exposed to high temperature. As a result, the contact relationship between the belt and the pressure roller can be appropriately maintained, and the energy-saving effect can be favorably obtained when the belt is used.
【図1】本発明の実施形態による画像形成装置の一例を
示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した画像形成装置に用いられる定着装
置の要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of a fixing device used in the image forming apparatus shown in FIG.
【図3】図2に示した定着装置に用いられる加圧ローラ
の構成を示す図であり、(A)は軸方向断面図、(B)
は(A)中、符号(B)で示す位置の拡大図である。3A and 3B are diagrams showing a configuration of a pressure roller used in the fixing device shown in FIG. 2, where FIG. 3A is an axial sectional view and FIG.
[FIG. 7] is an enlarged view of a position indicated by a symbol (B) in (A).
【図4】図3に示した加圧ローラに設けられている中空
部の内部構造を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an internal structure of a hollow portion provided in the pressure roller shown in FIG.
【図5】図3に示した加圧ローラに設けられている光フ
ァイバーの設置状態を示す図であり、(A)はトナー像
支持体が接触していない初期状態を、(B)はトナー像
支持体が接触して熱が奪われた状態をそれぞれ示してい
る。5A and 5B are diagrams showing an installation state of an optical fiber provided on the pressure roller shown in FIG. 3, FIG. 5A showing an initial state in which a toner image support is not in contact, and FIG. Each of them shows a state in which the support comes into contact with the substrate to remove heat.
【図6】図3に示した定着装置における加熱制御に用い
られる構成を説明するためのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram for explaining a configuration used for heating control in the fixing device shown in FIG.
【図7】図6に示した構成による制御手順を説明するた
めのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining a control procedure with the configuration shown in FIG.
【図8】本発明の別の実施形態による定着装置の加熱制
御に用いられる構成を説明するためのブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration used for heating control of a fixing device according to another embodiment of the present invention.
1 定着装置 2 定着ローラ 3 加熱ローラ 3A 加熱ローラの熱源であるハロゲンランプ 4 ベルト 5 加圧ローラ 5A 軸芯 5B 弾性体 5C 中空部 6 光ファイバー 6A 発光用ファイバー 6B 受光用ファイバー 7 スペーサ 8 遮光板 9 加熱ランプ制御部 10 熱源 1 fixing device 2 fixing roller 3 heating roller 3A Halogen lamp that is the heat source of the heating roller 4 belts 5 pressure roller 5A shaft core 5B elastic body 5C hollow part 6 optical fiber 6A light emitting fiber 6B Receiving fiber 7 Spacer 8 light shield 9 Heating lamp control unit 10 heat sources
Claims (4)
一つに内蔵されている熱源により加熱されるベルトと、
上記ベルトを周面の一部で周方向に沿って移動させる加
圧ローラとを備え、トナー像が担持されているトナー像
支持体を上記ベルトと上記加圧ローラとで挟持搬送しな
がら上記トナー像の定着を行う構成を備えた画像形成装
置において、 上記加圧ローラは、光ファイバーからなる発光部分と受
光部分とを有する可撓性を有する表層をなす弾性体と、
上記発光部分からの光を反射可能な軸芯と、上記表層と
上記軸芯との間に設けられて熱による膨縮可能な中空部
とを径方向に沿って有し、上記径方向での上記中空部の
幅が一定幅以下に達した時点で上記ベルトに対する加熱
制御を行う手段を備えていることを特徴とする画像形成
装置。1. A belt wound around a pair of rollers and heated by a heat source incorporated in one of the rollers,
A pressure roller that moves the belt along the circumferential direction on a part of the peripheral surface, and the toner image carrier on which a toner image is carried is nipped and conveyed by the belt and the pressure roller. In an image forming apparatus having a structure for fixing an image, the pressure roller includes an elastic body having a flexible surface layer having a light emitting portion and a light receiving portion formed of optical fibers,
A shaft core capable of reflecting the light from the light emitting portion, and having a hollow portion provided between the surface layer and the shaft core and expandable and contractable by heat are provided along the radial direction, and in the radial direction, An image forming apparatus comprising means for controlling heating of the belt when the width of the hollow portion reaches a certain width or less.
一つに内蔵されている熱源により加熱されるベルトと、
上記ベルトを周面の一部で周方向に沿って移動させる加
圧ローラとを備え、トナー像が担持されているトナー像
支持体を上記ベルトと上記加圧ローラとで挟持搬送しな
がら上記トナー像の定着を行う構成を備えた画像形成装
置において、 上記加圧ローラは、光ファイバーからなる発光部分と受
光部分とを有する可撓性を有する表層をなす弾性体と、
上記発光部分からの光を反射可能な軸芯と、上記表層と
上記軸芯との間に設けられて熱による膨縮可能な中空部
とを径方向に沿って有し、上記径方向での上記中空部の
幅が一定幅以下に達した時点で上記加圧ローラに対する
加熱制御を行う手段を備えていることを特徴とする画像
形成装置。2. A belt wound around a pair of rollers and heated by a heat source incorporated in one of the rollers,
A pressure roller that moves the belt along the circumferential direction on a part of the peripheral surface, and the toner image carrier on which a toner image is carried is nipped and conveyed by the belt and the pressure roller. In an image forming apparatus having a structure for fixing an image, the pressure roller includes an elastic body having a flexible surface layer having a light emitting portion and a light receiving portion formed of optical fibers,
A shaft core capable of reflecting the light from the light emitting portion, and having a hollow portion provided between the surface layer and the shaft core and expandable and contractable by heat are provided along the radial direction, and in the radial direction, An image forming apparatus comprising means for controlling heating of the pressure roller when the width of the hollow portion reaches a predetermined width or less.
一つに内蔵されている熱源により加熱されるベルトと、
上記ベルトを周面の一部で周方向に沿って移動させる加
圧ローラとを備え、トナー像が担持されているトナー像
支持体を上記ベルトと上記加圧ローラとで挟持搬送しな
がら上記トナー像の定着を行う画像形成方法において、 上記加圧ローラには、光ファイバーからなる発光部分と
受光部分とを有する可撓性を有する表層をなす弾性体
と、上記発光部分からの光を反射可能な軸芯と、上記表
層と上記軸芯との間に設けられて熱による膨縮可能な中
空部とが径方向に沿って設けられ、上記径方向での上記
中空部の幅が一定幅以下に達した時点で上記ベルト若し
くは上記加圧ローラの少なくとも一方に対する加熱制御
を行うことを特徴とする画像形成方法。3. A belt wound around a pair of rollers and heated by a heat source incorporated in one of the rollers,
A pressure roller that moves the belt along the circumferential direction on a part of the peripheral surface, and the toner image carrier on which a toner image is carried is nipped and conveyed by the belt and the pressure roller. In the image forming method of fixing an image, the pressure roller is capable of reflecting light from the light emitting portion, and an elastic body having a flexible surface layer having a light emitting portion and a light receiving portion formed of an optical fiber. A shaft, a hollow portion that is provided between the surface layer and the shaft core and is expandable and contractable by heat are provided along the radial direction, and the width of the hollow portion in the radial direction is equal to or less than a certain width. An image forming method, wherein heating control is performed on at least one of the belt and the pressure roller when the temperature is reached.
いて、 上記中空部内には不活性ガスが充填されていることを特
徴とする画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the hollow portion is filled with an inert gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002005575A JP2003208058A (en) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002005575A JP2003208058A (en) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003208058A true JP2003208058A (en) | 2003-07-25 |
Family
ID=27644579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002005575A Pending JP2003208058A (en) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003208058A (en) |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005575A patent/JP2003208058A/en active Pending
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