JP2004109169A - Fixing device - Google Patents

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JP2004109169A
JP2004109169A JP2002268062A JP2002268062A JP2004109169A JP 2004109169 A JP2004109169 A JP 2004109169A JP 2002268062 A JP2002268062 A JP 2002268062A JP 2002268062 A JP2002268062 A JP 2002268062A JP 2004109169 A JP2004109169 A JP 2004109169A
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JP
Japan
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fixing
roller
heating roller
speed
sensor
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Pending
Application number
JP2002268062A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Yokoyama
横山 勝則
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a fixing device in an electrophotographic forming apparatus where the fluctuation of paper carrying speed caused by disturbance such as temperature rise is restrained to be little. <P>SOLUTION: The fixing device is constituted of a fixing and heating roller, a pressure roller, a driving transmitting mechanism for inputting rotational driving force in the pressure roller, a driving motor, a sensor for detecting the circumferential speed of the fixing and heating roller (the sensor is a reflection type image sensor using an LED as a light emitting part) and a driving control unit (provided that the driving control unit performs constant-speed control so that output from the sensor for detecting the circumferential speed of the fixing and heating roller may be converged to target speed). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザープリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置における定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置においては、転写部において記録媒体上に転写されたトナー像を互いに加圧接触して回転するローラー対に挟持搬送し、この接触部位で熱を加えてトナーを記録媒体(紙)に加熱定着する。
【0003】
トナーを記録媒体に定着するとは、トナーが所望の粘度になるまでトナーに熱を加え、これを機械的に加圧し、トナーと紙のセルロース繊維間に分子間力などの結合力を発生させて接着固定するプロセスである。
【0004】
ここで例えば、トナーに伝わる熱が不足するとトナーの紙への溶け込み不足となる結果として、定着ローラー側にトナーがオフセットしてしまうコールドオフセットが発生する。逆にトナーが過熱してもトナー間の凝集力が低下する結果として定着ローラーにオフセットするホットオフセットが発生する。このような画像欠損にまでいたらなくても、とくにフルカラー機は不均一なトナー溶融による光沢ムラや 色相、彩度がばらつくなどの発色性の低下がおこり、トナーの均一溶融性についてはとくに敏感である。
【0005】
このトナーの溶融状態を均一化するための手段として、トナー面に接触する定着加熱ローラーおよび用紙裏面に接触する加圧ローラーのアルミ等の金属母材表面上に耐熱シリコンゴム層を設け、この弾性の作用で加圧力分布を均一化し、熱伝達を均一化することがおこなわれる。
【0006】
また定着加熱ローラー側のシリコンゴム層には、熱源から母材をとうして得た熱を拡散して均一化する作用、連続通紙時の表面温度低下を避けるための畜熱部としての機能あり、加圧ローラー側のシリコンゴム層は定着ニップ部と加圧ローラー軸間の断熱作用がある。
【0007】
ところで上記のように、その外周にシリコンゴムなどの弾性層をもつローラーを定着器に使用した場合、熱膨張によってローラー径が変化し、用紙の搬送速度が変化する。
【0008】
この搬送速度の変化は、連続紙通紙時や、本体構成上 転写部と定着部が接近している場合に用紙の押し込みや、引き合いが発生して画像不良や紙シワ、通紙ジャムの原因となる。
【0009】
従来の定着器における用紙搬送速度の検出方法としては、
(1)給排紙部の搬送コロの軸回転数から搬送速度を検出する方法。
(2)定着加熱ローラーに速度検出用ローラーを接触従動回転させてこのローラー軸の軸回転数を検出する。
等があるが、ここで(1)は非通紙時の回転検出ができないため、第1枚目の通紙に制御がかけられず、間欠プリントに対応できないこと。
【0010】
(2)は定着ローラー表面の損傷は直接、画像としてあらわれることから定着ローラーへのコロなどの接触は避けるべきである。また(1)、(2)ともにコロの滑り、コロ自身の熱膨張の影響を受けるので、多くとも±3%程度である搬送速度変動を検出するのは困難であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は温度上昇などの外乱による用紙搬送速度の変動が少ない電子写真形成装置における定着器を実現するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
(構成)
以下の構成を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における定着装置。
【0013】
(1)定着加熱ローラー。ここで定着加熱ローラーの外径部は、転写部から送られてきた記録媒体の未定着トナーの存在する面に接触し、これに熱を与え記録媒体に溶融定着する。
【0014】
(2)定着加熱ローラーに熱供給するための加熱源。
【0015】
(3)加圧ローラー。ここで加圧ローラー軸は、定着加熱ローラー軸と平行であり、定着加熱ローラーに対して所定の力で加圧され、この2つのローラー間の接触領域に記録媒体を挟み込んでこれを搬送する。
【0016】
(4)加圧ローラーに回転駆動力を入力する駆動伝達機構。ここで定着加熱ローラーは加圧ローラーに直接、あるいは記録媒体を介して加圧接触しているために これに従動する。
【0017】
(5)駆動モーター。
【0018】
(6)定着加熱ローラーの周速度を検出するセンサー。このセンサーは、発光部にLEDを用いた反射型のイメージセンサーである。
【0019】
(7)駆動制御ユニット。
【0020】
ここで上記駆動制御ユニットは、上記定着加熱ローラー周速度センサーの出力が目標速度に収束するように定速度制御をすることを特徴とする。
【0021】
(説明)
図1にもとづいて本発明に係る構成を簡単に説明する。
【0022】
本構成における定着機では、定着加熱ローラー(100)と加圧ローラー(102)を一対用いる。このローラー対の軸は常に平行であり、加圧ローラー軸(102b)は、空間に固定された定着加熱ローラー軸(100a)に対してその距離を減少する方向にバネなどの手段により付勢されている。よって定着加熱ローラー(100)と加圧ローラー(102)は定着ニップ部(101)でその外周が互いに加圧接触する。
加圧ローラー(102)は、加圧ローラー軸(102b)上に固定されたローラー駆動ギア(124)から駆動入力される。ローラー駆動ギア(124)へは2個の二段アイドラギア(120,122)を介してモーターピニオン(114)から駆動力が伝達され、モーター軸から加圧ローラー軸まで3段の減速を行っている。
【0023】
モーター(110)は、パルスジェネレーター(112)付きの直流モーターである。
【0024】
速度センサー(130)は発光部にLEDを用いた反射型のイメージセンサーであり、定着加熱ローラー(100)の外周の接線速度を検出している。
【0025】
ここで図1(b)に示すように、搬送速度目標値Ei(150)に対して検出速度Eo(152)が一定の誤差以内に収束するように閉ループ制御を構成した。モーター部(162)は、とくに負荷変動などの外乱に適応するため、軸回転数フィードバック補償をかけている。
【0026】
以上のように本発明の構成の定着器によれば、定着ユニット駆動および制御を本体と独立して行い、また速度検出に非接触のイメージセンサを用いたことで用紙搬送速度を高精度に安定化することが可能である。
【0027】
【発明の実施の形態】
(実施例)
(本発明に係る定着器が用いられる電子写真画像形成装置本体)
初めに本実施例にしたがって構成される電子写真画像形成装置について、図2を用いて説明する。図2は本実施例における電子写真方式の画像形成装置本体AにプロセスカートリッジBが装着された状態の断面図である。
【0028】
画像形成装置本体A内のプロセスカートリッジBは、ドラム形状の電子写真感光体、すなわち、感光体ドラム7を有する。感光体ドラム7は、帯電手段によって帯電され、ついで、光学手段1からレーザー光を照射することによって感光体ドラム7に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、プロセスカートリッジBの現像手段によって現像され、可視像、すなわち、トナー像となる。
【0029】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセットにセットした記録媒体12をピックアップローラー13,搬送ローラー対2,及びレジストローラ対3で転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラー4が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム7上のトナー像を記録媒体に転写する。
【0030】
トナー像の転写を受けた記録媒体は、定着手段11へと搬送される。定着手段11は通過する記録媒体に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体上に定着する。
【0031】
記録媒体は、排出ローラー対(8)で搬送され排出トレーへと排出される。
【0032】
(定着機構成)
本実施例における定着装置構成を図3に示す。
【0033】
図1において、その上面に未定着トナー像を有する用紙は、搬送面(301)に沿って入口開口(302)より搬入され、定着プロセスを経て排出口(303)より機外へ排出される。
【0034】
定着加熱ローラー(100)は、厚さ1mmのアルミパイプを母材としてその外周に約1mmの耐熱シリコンゴム層をスプレーコートした後、最外層に約50μmのPFA層をコートしたものであり、外径は30mmである。定着加熱ローラー(100)は、その両端のフランジを軸受けを介して定着フレーム(300)に対して支持されている。また軸芯部には、定着熱源として800Wの近赤外ハロゲンヒーターを設けている。
【0035】
加圧ローラー(102)は、外径20mmのステンレス製軸の外周に5mmの耐熱シリコンゴム層を注型により成型したものであり、外径研削により外径精度を維持している。加圧ローラー(102)は、その両端を軸受けを介して加圧フレーム(310)に対して支持されている。さらに加圧フレーム(310)は定着フレームに設けられたピボット軸(312)について揺動可能に支持される。定着加熱ローラー(100)と加圧ローラー(102)のローラー対の軸は常に平行であり、加圧ローラー軸(102b)は、空間に固定された定着加熱ローラー軸(100a)に対してその距離を減少する方向に加圧バネ(314)の手段により付勢されている。
【0036】
よって定着加熱ローラー(100)と加圧ローラー(102)は定着ニップ部(101)でその外周が互いに加圧接触する。本実施例においては、1対のローラーの変形により形成された定着ニップの面積と面圧分布を考慮して、この定着ニップにおける加圧力をニップ平均面厚p=3kgf/cmとなる様に設定した。
【0037】
ここで外部より加圧ローラー(102)を駆動すると、定着ローラー(100)は外周部で接線方向力を受けるため、これに従動する。
【0038】
定着上カバー(305)の定着ローラー長手中央部には、速度センサー(130)が設けられる。速度センサー(130)は発光部にLEDを用いた反射型のイメージセンサーであり、赤色LED(130c)を光源としてレンズユニット(130a)をとうして定着加熱ローラー(100)の外周部を照明して、これをレンズユニット(130a)の別の部位をとうしてチップ(130b)内のイメージセンサー部に結像させる。得られたパターンの移動距離と時間から定着ローラーの接線速度を検出する。
【0039】
ここで本実施例で用いたイメージセンサーは、定着加熱ローラーの表面の微小凹凸を検出するのに十分な解像度を有していたため、特に定着加熱ローラー表面に検出用のマーキングは設けなかったが、解像度の低いセンサーを用いる際や、センサー部の昇温を避けるなどの目的でセンサと定着ローラー間の距離を大きくする際には、ローラーのシリコンゴム層表面に速度検出用マークを印刷してその上にPFAをコートするなどの方法を取ることができる。
【0040】
(定着器駆動機構)
図1(a)に示すように、加圧ローラー(102)は、加圧ローラー軸(102b)上に固定されたローラー駆動ギア(124)から駆動入力される。ローラー駆動ギア(124)へは2個の二段アイドラギア(120,122)を介してモーターピニオン(114)から駆動力が伝達され、モーター軸から加圧ローラー軸まで3段の減速を行っている。
【0041】
モーター(110)は、パルスジェネレーター(112)付きの直流モーターである。
【0042】
図4にギア列の配置を示す。ここで第2アイドラギア(122)の軸は加圧ローラーフレームの揺動軸(312)上にあるので、ニップ部を通過する用紙の厚さの影響により 加圧ローラーフレームが揺動軸(312)中心に揺動しても第2アイドラギア(122)と加圧ローラーギア(124)の中心間距離は一定である。
【0043】
(定着ユニット定速制御ブロック)
図1(b)に本実施例にかかる定着器の速度制御ブロックを示す。
【0044】
ここでは搬送速度目標値Ei(150)に対して検出速度Eo(152)が一定の誤差以内に収束するように閉ループ制御を構成した。Eoの検出は速度センサ(130)の出力を用いている。
【0045】
モーター部(162)は、モーター軸に取り付けられたパルスジェネレーター(112)により回転数Nを検出して軸回転数フィードバック補償をかけている。これは負荷変動などの外乱に適応するためである。
【0046】
外乱D(154)としては、主に定着ローラー、加圧ローラーの熱膨張による速度変動を考慮しているが、速度センサ(130)のサンプリング周波数が1.5KHzと十分高いのでニップ突入の衝撃、紙厚による速度変動に追従可能であった。
【0047】
また逆に、熱膨張による速度変動の低減だけがねらいであれば、速度センサの仕様を簡略化して、より安価なセンサを使用してもよい。
【0048】
本実施例においては、上記の定速制御をDSPによるソフトウエア制御により実現しているが、より簡易な方法としてアナログデバイスを用いたPID回路を使用してもよい。
【0049】
さらに本実施例においては、目標速度値に対して検出速度がある一定値以上低下した場合に、ローラースリップと判断してアラーム信号を出力する機能を追加した。このローラースリップ信号の出力により、駆動動力、ヒーター電源をOFFするロジックを構成することで、ローラー停止時のローラー異常昇温、ニップ部の用紙滞留による発火、ローラー焼き付きなどの事故を防止することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明における電子写真画像形成装置の定着装置構成によれば、
定着ユニットの駆動を本体と独立して定速制御する簡易な構成を実現した。これにより転写部と定着部の距離を接近させるなど本体構成上のレイアウトの自由度が向上した。
【0051】
速度検出に非接触のイメージセンサを用いたことで用紙搬送速度を高精度に安定化することを可能とした。
【0052】
さらにローラースリップを検知することによってローラー停止時のローラー異常昇温、ニップ部の用紙滞留による発火、ローラー焼き付きなどの事故を防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における定着装置駆動構成の模式図 および 定速制御ブロック図。
【図2】本発明の実施例における電子写真画像形成装置の断面図。
【図3】本発明における定着装置の中央部断面図。
【図4】本発明における定着装置の駆動部構成図。
【図5】本発明における定着装置の外観図。
【符号の説明】
11…定着ユニット
100…定着加熱ローラー
102…加圧ローラー
130…速度センサー
110…駆動モーター
112…パルスジェネレーター
300…定着フレーム
310…加圧フレーム
314…加圧バネ
150…速度目標値
152…速度出力値
162…駆動モーターブロック
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser printer), a facsimile machine, and a word processor which forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming method.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, a toner image transferred onto a recording medium at a transfer unit is nipped and conveyed by a pair of rotating rollers in pressure contact with each other, and heat is applied at the contact portion to apply toner to the recording medium (paper). ).
[0003]
To fix the toner on the recording medium, heat is applied to the toner until the toner has a desired viscosity, and this is mechanically pressed to generate a bonding force such as an intermolecular force between the toner and the cellulose fibers of the paper. This is the process of bonding and fixing.
[0004]
Here, for example, if the heat transmitted to the toner is insufficient, the toner will not sufficiently dissolve into the paper, resulting in a cold offset in which the toner is offset toward the fixing roller. Conversely, even if the toner is overheated, the cohesive force between the toners is reduced, resulting in a hot offset that is offset to the fixing roller. Even if such image defects do not occur, especially in full-color printers, uneven coloring of the toner causes uneven gloss, uneven hue and saturation, and a decrease in color development, and the uniform melting of the toner is particularly sensitive. is there.
[0005]
As a means for making the melting state of the toner uniform, a heat-resistant silicon rubber layer is provided on the surface of a metal base material such as aluminum of a fixing heating roller contacting the toner surface and a pressure roller contacting the back surface of the paper. The effect of the above is to make the pressure distribution uniform and to make the heat transfer uniform.
[0006]
In addition, the silicon rubber layer on the fixing and heating roller side has the function of diffusing the heat obtained by taking the base material from the heat source to make it uniform, and the function as a heat storage part to avoid the surface temperature drop during continuous paper passing. In addition, the silicon rubber layer on the pressure roller side has a heat insulating action between the fixing nip portion and the pressure roller shaft.
[0007]
As described above, when a roller having an elastic layer of silicon rubber or the like on its outer periphery is used for a fixing device, the roller diameter changes due to thermal expansion, and the paper conveyance speed changes.
[0008]
This change in transport speed can be a cause of image defects, paper wrinkles, and paper jams when paper is pushed in or when paper is pressed or fed when the transfer unit and fixing unit are close to each other due to continuous paper feeding. It becomes.
[0009]
As a method of detecting the paper conveyance speed in the conventional fixing device,
(1) A method of detecting the transport speed from the number of rotations of the transport rollers of the paper supply / discharge unit.
(2) The speed detecting roller is driven to rotate by contact with the fixing heating roller to detect the number of rotations of the roller shaft.
However, in the case of (1), since rotation cannot be detected during non-sheet passing, control of the first sheet passing cannot be performed and intermittent printing cannot be performed.
[0010]
In the case of (2), damage to the surface of the fixing roller directly appears as an image, so that contact of the roller with the fixing roller should be avoided. In addition, since both (1) and (2) are affected by the sliding of the rollers and the thermal expansion of the rollers themselves, it has been difficult to detect a variation in the transport speed of at most about ± 3%.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention realizes a fixing device in an electrophotographic forming apparatus in which a change in a sheet conveyance speed due to disturbance such as a temperature rise is small.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
(Constitution)
A fixing device in an electrophotographic image forming apparatus having the following configuration.
[0013]
(1) A fixing heating roller. Here, the outer diameter portion of the fixing heating roller comes into contact with the surface of the recording medium sent from the transfer portion where the unfixed toner exists, and applies heat to fix the toner to the recording medium.
[0014]
(2) A heating source for supplying heat to the fixing heating roller.
[0015]
(3) Pressure roller. Here, the pressure roller axis is parallel to the fixing and heating roller axis, is pressed by a predetermined force against the fixing and heating roller, and sandwiches the recording medium in the contact area between the two rollers to convey the recording medium.
[0016]
(4) A drive transmission mechanism for inputting a rotational driving force to the pressure roller. Here, the fixing heating roller follows the pressure roller because it is in direct pressure contact with the pressure roller or via the recording medium.
[0017]
(5) Drive motor.
[0018]
(6) A sensor for detecting the peripheral speed of the fixing heating roller. This sensor is a reflection type image sensor using an LED as a light emitting unit.
[0019]
(7) Drive control unit.
[0020]
Here, the drive control unit performs constant speed control such that the output of the fixing heating roller peripheral speed sensor converges to a target speed.
[0021]
(Description)
The configuration according to the present invention will be briefly described with reference to FIG.
[0022]
In the fixing device of this configuration, a pair of the fixing heating roller (100) and the pressure roller (102) is used. The axes of this roller pair are always parallel, and the pressure roller axis (102b) is urged by a means such as a spring in a direction to decrease its distance with respect to the fixing heating roller axis (100a) fixed in the space. ing. Therefore, the outer circumferences of the fixing heating roller (100) and the pressing roller (102) are in pressure contact with each other at the fixing nip (101).
The pressure roller (102) is driven and input from a roller drive gear (124) fixed on the pressure roller shaft (102b). The driving force is transmitted from the motor pinion (114) to the roller drive gear (124) via two two-stage idler gears (120, 122), and the speed is reduced in three steps from the motor shaft to the pressure roller shaft. .
[0023]
The motor (110) is a DC motor with a pulse generator (112).
[0024]
The speed sensor (130) is a reflection type image sensor using an LED as a light emitting unit, and detects a tangential speed around the outer periphery of the fixing heating roller (100).
[0025]
Here, as shown in FIG. 1B, the closed loop control is configured so that the detected speed Eo (152) converges within a certain error with respect to the transport speed target value Ei (150). The motor unit (162) performs shaft rotation speed feedback compensation in order to adapt particularly to disturbances such as load fluctuations.
[0026]
As described above, according to the fixing device of the configuration of the present invention, the driving and control of the fixing unit are performed independently of the main body, and the non-contact image sensor is used for the speed detection, so that the sheet conveyance speed can be stabilized with high accuracy. It is possible to make.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example)
(Main body of electrophotographic image forming apparatus using fixing device according to the present invention)
First, an electrophotographic image forming apparatus configured according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a process cartridge B is mounted on an electrophotographic image forming apparatus main body A in this embodiment.
[0028]
The process cartridge B in the image forming apparatus main body A has a drum-shaped electrophotographic photosensitive member, that is, a photosensitive drum 7. The photosensitive drum 7 is charged by a charging unit, and then a laser beam is irradiated from the optical unit 1 to form a latent image on the photosensitive drum 7 according to image information. This latent image is developed by the developing means of the process cartridge B, and becomes a visible image, that is, a toner image.
[0029]
On the other hand, in synchronization with the formation of the toner image, the recording medium 12 set in the sheet cassette is transported to the transfer position by the pickup roller 13, the transport roller pair 2, and the registration roller pair 3. A transfer roller 4 as a transfer unit is disposed at the transfer position, and transfers a toner image on the photosensitive drum 7 to a recording medium by applying a voltage.
[0030]
The recording medium to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing unit 11. The fixing unit 11 applies heat and pressure to the passing recording medium to fix the transferred toner image on the recording medium.
[0031]
The recording medium is conveyed by a pair of discharge rollers (8) and discharged to a discharge tray.
[0032]
(Fixing machine configuration)
FIG. 3 shows the configuration of the fixing device in this embodiment.
[0033]
In FIG. 1, a sheet having an unfixed toner image on its upper surface is carried in through an inlet opening (302) along a conveying surface (301), and is discharged out of the machine through an outlet (303) through a fixing process.
[0034]
The fixing heating roller (100) is formed by spray-coating a heat-resistant silicon rubber layer of about 1 mm on the outer periphery of an aluminum pipe having a thickness of 1 mm as a base material, and then coating a PFA layer of about 50 μm on the outermost layer. The diameter is 30 mm. The fixing heating roller (100) has flanges at both ends thereof supported by a fixing frame (300) via bearings. An 800 W near-infrared halogen heater is provided on the shaft core as a fixing heat source.
[0035]
The pressure roller (102) is formed by casting a 5 mm heat-resistant silicon rubber layer on the outer periphery of a stainless steel shaft having an outer diameter of 20 mm, and maintains the outer diameter accuracy by outer diameter grinding. The pressure roller (102) is supported at both ends thereof on a pressure frame (310) via bearings. Further, the pressure frame (310) is supported swingably about a pivot shaft (312) provided on the fixing frame. The axes of the roller pair of the fixing heating roller (100) and the pressure roller (102) are always parallel, and the pressure roller axis (102b) is at a distance from the fixing heating roller axis (100a) fixed in the space. Is urged by means of a pressure spring (314) in the direction of decreasing the pressure.
[0036]
Therefore, the outer circumferences of the fixing heating roller (100) and the pressing roller (102) are in pressure contact with each other at the fixing nip (101). In this embodiment, in consideration of the area and the surface pressure distribution of the fixing nip formed by the deformation of the pair of rollers, the pressing force at this fixing nip is adjusted so that the nip average surface thickness becomes p = 3 kgf / cm 2 . Set.
[0037]
Here, when the pressure roller (102) is driven from the outside, the fixing roller (100) receives a tangential force at the outer peripheral portion, and is accordingly driven.
[0038]
A speed sensor (130) is provided at the longitudinal center of the fixing roller of the fixing upper cover (305). The speed sensor (130) is a reflection type image sensor using an LED as a light emitting unit, and illuminates the outer peripheral portion of the fixing heating roller (100) by using a lens unit (130a) with a red LED (130c) as a light source. Then, this is imaged on the image sensor section in the chip (130b) through another part of the lens unit (130a). The tangential speed of the fixing roller is detected from the moving distance and time of the obtained pattern.
[0039]
Here, since the image sensor used in this example had a resolution sufficient to detect minute irregularities on the surface of the fixing heat roller, no marking for detection was particularly provided on the surface of the fixing heat roller, When using a sensor with a low resolution, or when increasing the distance between the sensor and the fixing roller to avoid heating the sensor, print a speed detection mark on the surface of the silicon rubber layer of the roller. A method such as coating PFA thereon can be used.
[0040]
(Fusing unit drive mechanism)
As shown in FIG. 1A, the pressure roller (102) is driven and input from a roller drive gear (124) fixed on a pressure roller shaft (102b). The driving force is transmitted from the motor pinion (114) to the roller drive gear (124) via two two-stage idler gears (120, 122), and the speed is reduced in three steps from the motor shaft to the pressure roller shaft. .
[0041]
The motor (110) is a DC motor with a pulse generator (112).
[0042]
FIG. 4 shows the arrangement of the gear train. Here, since the axis of the second idler gear (122) is on the swing shaft (312) of the pressure roller frame, the pressure roller frame is moved by the swing shaft (312) under the influence of the thickness of the paper passing through the nip portion. The center-to-center distance between the second idler gear (122) and the pressure roller gear (124) is constant even if it swings to the center.
[0043]
(Fixing unit constant speed control block)
FIG. 1B shows a speed control block of the fixing device according to the present embodiment.
[0044]
Here, the closed loop control is configured so that the detected speed Eo (152) converges within a certain error with respect to the target transport speed value Ei (150). The detection of Eo uses the output of the speed sensor (130).
[0045]
The motor unit (162) detects the rotation speed N by a pulse generator (112) attached to the motor shaft, and performs shaft rotation speed feedback compensation. This is to adapt to disturbances such as load fluctuations.
[0046]
As the disturbance D (154), speed fluctuation due to thermal expansion of the fixing roller and the pressure roller is mainly taken into consideration. However, since the sampling frequency of the speed sensor (130) is sufficiently high at 1.5 KHz, the impact of the nip rush, It was possible to follow the speed fluctuation due to the paper thickness.
[0047]
Conversely, if the only purpose is to reduce the speed fluctuation due to thermal expansion, the specifications of the speed sensor may be simplified and a cheaper sensor may be used.
[0048]
In the present embodiment, the above constant speed control is realized by software control by a DSP, but a PID circuit using an analog device may be used as a simpler method.
[0049]
Further, in the present embodiment, when the detected speed is lower than the target speed value by a certain value or more, a function of outputting an alarm signal by determining that a roller slip has been added. By configuring the logic to turn off the driving power and heater power by the output of this roller slip signal, it is possible to prevent accidents such as abnormal temperature rise of the roller when the roller stops, ignition due to stagnant paper in the nip, and roller seizure. it can.
[0050]
【The invention's effect】
According to the fixing device configuration of the electrophotographic image forming apparatus in the present invention,
A simple configuration has been realized in which the driving of the fixing unit is controlled at a constant speed independently of the main body. As a result, the degree of freedom in the layout of the main body configuration has been improved, for example, the distance between the transfer unit and the fixing unit has been reduced.
[0051]
The use of a non-contact image sensor for speed detection has made it possible to stabilize the paper transport speed with high accuracy.
[0052]
Further, by detecting the roller slip, it is possible to prevent an abnormal rise in the temperature of the roller when the roller is stopped, a fire due to a paper stagnation in the nip portion, and a burn-in of the roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a fixing device driving configuration and a constant speed control block diagram according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrophotographic image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a central sectional view of the fixing device according to the present invention.
FIG. 4 is a drive unit configuration diagram of a fixing device according to the present invention.
FIG. 5 is an external view of a fixing device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Fixing Unit 100 Fixing Heating Roller 102 Pressure Roller 130 Speed Sensor 110 Drive Motor 112 Pulse Generator 300 Fixing Frame 310 Pressing Frame 314 Pressing Spring 150 Speed Target Value 152 Speed Output Value 162: Drive motor block

Claims (3)

以下の構成を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における定着装置。
(1)定着加熱ローラー。ここで定着加熱ローラーの外径部は 転写部から送られてきた記録媒体の未定着トナーの存在する面に接触し、これに熱を与え記録媒体に溶融定着する。
(2)定着加熱ローラーに熱供給するための加熱源。
(3)加圧ローラー。ここで加圧ローラー軸は 定着加熱ローラー軸と平行であり、定着加熱ローラーに対して所定の力で加圧され、この2つのローラー間の接触領域に記録媒体を挟み込んでこれを搬送する。
(4)加圧ローラーに回転駆動力を入力する駆動伝達機構。ここで定着加熱ローラーは加圧ローラーに直接、あるいは記録媒体を介して加圧接触しているために これに従動する。
(5)駆動モーター。
(6)定着加熱ローラーの周速度を検出するセンサー。このセンサーは 発光部にLEDを用いた反射型のイメージセンサーである。
(7)駆動制御ユニット。
ここで上記駆動制御ユニットは、上記定着加熱ローラー周速度センサーの出力が目標速度に収束するように定速度制御をすることを特徴とする。
A fixing device in an electrophotographic image forming apparatus having the following configuration.
(1) A fixing heating roller. Here, the outer diameter portion of the fixing heating roller comes into contact with the surface of the recording medium sent from the transfer portion where the unfixed toner exists, and applies heat to fix the toner to the recording medium.
(2) A heating source for supplying heat to the fixing heating roller.
(3) Pressure roller. Here, the pressure roller axis is parallel to the fixing and heating roller axis, is pressed by a predetermined force against the fixing and heating roller, and sandwiches and conveys the recording medium in the contact area between the two rollers.
(4) A drive transmission mechanism for inputting a rotational driving force to the pressure roller. Here, the fixing heating roller follows the pressure roller because it is in direct pressure contact with the pressure roller or via the recording medium.
(5) Drive motor.
(6) A sensor for detecting the peripheral speed of the fixing heating roller. This sensor is a reflection type image sensor using an LED as a light emitting unit.
(7) Drive control unit.
Here, the drive control unit performs constant speed control such that the output of the fixing heating roller peripheral speed sensor converges to a target speed.
前記駆動モーターは、出力軸の回転数を検出するパルスジェネレーターを有するDCモーターであり、この検出値を用いて出力回転数のフィードバック補償をおこなうことを特徴とする請求項1記載の電子写真画像形成装置における定着装置。2. The electrophotographic image forming apparatus according to claim 1, wherein the drive motor is a DC motor having a pulse generator for detecting a rotation speed of an output shaft, and performs feedback compensation of the output rotation speed using the detected value. Fixing device in the device. 前記パルスジェネレーターの検出値から求まる定着加熱ローラー周速度と、前記定着加熱ローラー周速度センサーから得た周速度を比較し、後者の値が一定幅以上低くなった時には、ローラースリップ信号を出力することを特徴とする請求項1又は2記載の電子写真画像形成装置における定着装置。The fixing heating roller peripheral speed obtained from the detection value of the pulse generator is compared with the peripheral speed obtained from the fixing heating roller peripheral speed sensor, and when the latter value becomes lower than a certain width, a roller slip signal is output. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218874B2 (en) 2004-01-09 2007-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and method for controlling fixing mechanism portion
JP2007254094A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Duplo Seiko Corp Displacement detection device for carried paper and method of controlling paper carrying device equipped with the displacement detection device
JP2007326245A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Duplo Seiko Corp Printing equipment
US8150287B2 (en) 2007-08-30 2012-04-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218874B2 (en) 2004-01-09 2007-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and method for controlling fixing mechanism portion
JP2007254094A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Duplo Seiko Corp Displacement detection device for carried paper and method of controlling paper carrying device equipped with the displacement detection device
JP4672583B2 (en) * 2006-03-23 2011-04-20 デュプロ精工株式会社 Control method for paper transport device provided with transport paper displacement detection device
JP2007326245A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Duplo Seiko Corp Printing equipment
US8150287B2 (en) 2007-08-30 2012-04-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

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