JP2004240002A - Heating device - Google Patents

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JP2004240002A
JP2004240002A JP2003026729A JP2003026729A JP2004240002A JP 2004240002 A JP2004240002 A JP 2004240002A JP 2003026729 A JP2003026729 A JP 2003026729A JP 2003026729 A JP2003026729 A JP 2003026729A JP 2004240002 A JP2004240002 A JP 2004240002A
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heating
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sheet
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Kazuhiro Hasegawa
和弘 長谷川
Masanori Akita
昌則 秋田
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve temperature control accuracy and image quality. <P>SOLUTION: In the heating device, the fixing roller 51 is heated by a heater 54 incorporated in it and an external heat roller 53. The external heat roller 53 can be brought into contact with the fixing roller 51 and separated from it. When sheet conveyance is stopped for a fixed interval or longer after consecutive conveyance of sheets, the heating device separates the external heat roller 53 from the fixing roller 51. This prevents such a condition that only the temperature of the surface of the fixing roller 51 is high and the temperature of the inside of the fixing roller 51 is low. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機、プリンター、あるいは、ファクシミリ装置など、シート上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、このような装置に備えられる、シートに熱を付与する加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
公知の画像形成プロセスにより、シート上に加熱溶解性の樹脂等により構成されるトナーによる画像を形成し、この未定着のトナー画像を定着させるために、いわゆる定着装置に、加熱装置を適用して、トナーを融解して定着させることができる。
【0003】
なお、定着装置では、加熱装置による加熱の他にシートを加圧する加圧手段も備え、加熱と加圧を付与して未定着のトナー画像を定着させている。
【0004】
また、表面に多孔質高分子層が形成されたシートに、例えば、いわゆるインクジェット方式によって画像を形成させた後に、シートを加熱して、多孔質高分子層を融解させて表面処理を施すために、加熱装置を適用することもできる。
【0005】
このように、加熱装置は種々の目的に応じて、適宜、画像形成装置に適用されるものである。
【0006】
以下、加熱装置を定着装置として適用した場合について、更に詳しく説明する。
【0007】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、通常静電的に転写材(シート)に担持された、樹脂,磁性体,着色料等からなるトナーによるトナー像を、互いに圧接・回転している定着ローラと加圧ローラの圧接部で挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定着せしめる定着装置を有している。
【0008】
このような定着装置において、従来、加熱するための熱源としてハロゲンランプなどが用いられ、定着ローラの内部に配置された熱源によって内部から加熱する方式と、定着ローラ外部に配置された熱源によって外部から加熱する方式とに大別することができる。
【0009】
定着ローラを内部から加熱する内部加熱方式においては、定着動作中、転写材とトナーに熱を与えたローラ表面の表面温度を一定に保つために熱源を動作させるが、熱源を内部に持つためローラ表面の温度が上がり始めるまでタイムラグが生じる。そのため連続コピーを行う場合、一時的にローラ表面の温度が下がってしまう。また、コピースピードが上がった場合、このローラ表面の温度低下は激しくなり、定着不良を生じる恐れもある。
【0010】
一方、定着ローラを外部から加熱する外部加熱方式においては、その加熱方法にも様々な方式があるが、紙詰まり時の安全性などを考えると、熱源を内蔵し熱伝導率の高い物質を用いたヒーターローラーを定着ローラの表面に圧接させて加熱する方式が最も一般的である。
【0011】
この外部加熱方式においては、定着ローラ表層近傍に積極的に熱を供給する構造のため、定着動作中に転写材とトナーとに熱を与えることによって失った熱量を、定着ローラ表面に直接供給することができる。従って、内部から加熱する構成に比して、制御の応答性が良いという特徴がある。
【0012】
しかし、この構成の場合には、定着ローラの表面の一定面積にだけ熱を加えるため、スタンバイ時に定着ローラの温度を一定に保つことが難しく、コピー動作に入る前に十分な前回転を行う必要があり速やかにコピー動作に入ることができない。また、コピー動作中も、定着ローラ表面よりも内部の温度が低いため、外部より与えた熱が定着ローラの内部へ逃げる。そのため転写材に与えて失った熱よりも過剰に熱を供給しなればならず、効率的ではない。
【0013】
このため、定着ローラ内部と外部両方に熱源をもつ構成が一般的となっている。
【0014】
このような定着ローラの内部と外部に熱源をもつ代表的な従来例について図6を参照して説明する。図6は従来技術に係る定着装置の主要構成を示す模式図である。
【0015】
図6に示すように、定着ローラ1内に熱源となるヒータ4を持つと同時に、定着ローラに接するように内部にヒータ5を有する外部加熱ローラ3を備えている。
【0016】
また、定着ローラ1に当接して、そのローラ表面の温度を検知する第1の温度検知手段6と、外部加熱ローラ3に当接して、そのローラ表面の温度を検知する第2の温度検知手段7と、を備え、これらにより各ローラの表面温度を検知している。
【0017】
そして、これらの検知結果に基づいて、各々のローラの表面温度を所定の温度(本例では定着ローラ1:170℃、外部加熱ローラ3:200℃)になるように各ヒータ4,5のオン・オフを制御している。
【0018】
また、未定着トナー9が形成された記録材8は定着ローラ1と、これに圧接して回転する加圧ローラ2の圧接部(ニップ部)を通過時に、定着ローラ1から熱を奪い定着画像を得る。
【0019】
しかしながら、上記構成では連続コピー動作中に画像調整等により一次的に記録材の供給間隔が変化した場合であっても、定着ローラ1の内部のヒータ4と外部加熱ローラ3からのヒータ5により熱を与え続けるため、定着ローラ1の表面温度を検知している第1の温度検知手段6が所定の温度(本例では170℃)を検知するため、定着ローラ1内部のヒータ4をオフにしてしまう。
【0020】
つまり、定着ローラ1の内部の温度は下がるが、定着ローラ1の表面温度は外部加熱ローラ3により所定の温度に維持されるという状況が生じる。
【0021】
このような状況において、その後、再度コピー動作が始まり通常の記録材供給間隔にもどると、記録材が定着ローラ1表面から熱を奪い定着ローラ1の表面温度が所定温度(170℃)より低くなって初めて定着ローラ内部のヒータ4がオンとなる。しかし、ヒータ4によって、定着ローラ1内部の温度を上げるまでにタイムラグが生じ、結果的に定着ローラ1の温度低下を引き起こすこととなる。
【0022】
このような温度制御の不具合は、多孔質高分子層が形成されたシートにおける表面処理を行うための加熱装置にも起こり得ることである。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、加熱ローラの内部と外部にそれぞれ加熱源を備えた加熱装置において、温度制御が不十分な点があった。また、温度制御が不十分な場合には、形成する画像の品質にも悪影響を与えていた。
【0024】
本発明の目的は、温度制御の精度向上を図った加熱装置及び画像品質の向上を図った画像形成装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の加熱装置にあっては、加熱ローラの内部に第1加熱源を備え、かつ、加熱ローラの外部に第2加熱源を備えた構成において、第2加熱源は、駆動手段によって加熱ローラ表面に対して接離可能に構成されると共に、駆動制御手段により、シートの搬送状況に応じて、この接離動作が制御されるように構成した。
【0026】
ここで、第1加熱源は、加熱ローラの内部から加熱ローラを加熱するため、ローラ全体に均一に加熱できるという長所がある一方、ローラ表面を所望温度にするまでのタイムラグが比較的長いという短所を有する。
【0027】
一方、第2加熱源は、加熱ローラ表面の一部を直接加熱するため、ローラ表面を所望温度にするためのタイムラグが短いという長所がある一方、ローラ全体を均一に加熱できないという短所がある。
【0028】
本発明の加熱装置は、第1加熱源と第2加熱源の双方を備えるため、互いの短所を補うことで、加熱ローラ全体を均一に加熱すると共に、ローラ表面を所望温度にするためのタイムラグを短くすることが可能である。
【0029】
そして、本発明においては、駆動制御手段によって、第2加熱源による加熱ローラ表面に対する接離動作を制御するように構成した。
【0030】
従って、第2加熱源を加熱ローラ表面から離しておく状態を形成できるようになった。
【0031】
これにより、加熱ローラは、第2加熱源による影響を受けない(あるいはその影響が少ない)、つまり、第1加熱源のみによって加熱された温度とすることが可能となる。
【0032】
従って、第2加熱源によって影響されないように、あるいはその影響が少ないように、第1加熱源の制御を行うことが可能となり、温度制御の精度を向上させることが可能となる。すなわち、加熱ローラが第2加熱源によって加熱される影響を受けていた場合には、第1加熱源による加熱が不十分であっても、所望の温度が達成されていると誤検知されるおそれがあるが、第2加熱源の影響をなくすことで、そのような誤検知を防止することができ、これによって温度制御の向上を図ることが可能となる。
【0033】
各加熱源を制御するための具体的な構成について説明する。
【0034】
加熱ローラの表面温度を検知する第1温度検知手段を設け、この検知手段によって検知された温度が、予め定められた所定値以下の場合には、加熱ローラの内部に設けられた第1加熱源をオンとして、該所定値以上の場合にはこの第1加熱源をオフとするように制御する。
【0035】
また、加熱ローラの外部に設けられた第2加熱源の表面温度を検知する第2温度検知手段を設け、この検知手段によって検知された温度が、予め定められた所定値以下の場合には、第2加熱源をオンとして、該所定値以上の場合にはこの第2加熱源をオフとするように制御する。
【0036】
このような制御を行うことによって、加熱ローラの表面温度及び第2加熱源の表面温度を一定に保つことができる。
【0037】
ここで、各加熱源をオンとするかオフとするかの閾値となる「予め定められた所定値」とは、予め定められた温度そのもの、あるいは当該温度に換算される値(例えば、温度検知手段から出力される出力電圧値など)に相当するものである。また、所定値とは、一つの値のほか、範囲で定めても良い。つまり、所定値を範囲で定めた場合には、加熱源をオンからオフにする場合の閾値とオフからオンにする場合の閾値には、ずれを有することになる。
【0038】
また、「加熱源をオフにする」ことには、加熱源の機能を止めて、完全に加熱動作を行わせないようにすることのほか、加熱源をオンとしている場合に比べて、加熱機能を低下させる(出力を低下させる)ことも含むものとする。
【0039】
そして、本発明においては、上述の通り、駆動制御手段によって、第2加熱源による加熱ローラ表面に対する接離動作を制御するように構成したことで、第2加熱源を加熱ローラ表面から離しておく状態を形成できるようになった。
【0040】
これにより、加熱ローラは、第2加熱源による影響を受けないため、あるいはその影響が少ないため、第1加熱源のみによって加熱された温度とすることが可能となる。つまり、第2加熱源による影響を受けていると、加熱ローラの内部温度が不十分であっても、加熱ローラの表面温度は第2加熱源によって温度が高くなる。従って、加熱ローラの表面温度を検知する第1温度検知手段によって検知される温度が所定値以上であると、第1加熱源をオフとするため、加熱ローラの内部温度が不十分にもかかわらず、第1加熱源による加熱がなされなくなってしまう。
【0041】
これに対して、本発明の場合には、第2加熱源を加熱ローラ表面から離しておくことで、加熱ローラは、第2加熱源の影響を受けないように、あるいはその影響を少なくすることができ、第1加熱源の制御を適切に行うことが可能となる。
【0042】
ここで、第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御は、シートの搬送状況に応じて行うものであるが、その具体的な場合を説明する。
【0043】
上述のように、第2加熱源を加熱ローラから離間させるのは、加熱ローラの内部温度が所望の温度よりも低くなっているにもかかわらず、加熱ローラの表面温度は、第2加熱源によって所望の温度に保たれているというような状態を回避するためである。
【0044】
従って、そのような状態となり得る場合に、第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御を行えば良い。
【0045】
そのような状態は、加熱ローラから多くの熱量が奪われる場合に発生し、例えば、シートが連続的に搬送される場合には、シートによって多くの熱量が奪われることになる。
【0046】
従って、連続的に搬送されるシートのシート間隔(シート後端とその後続のシート先端との距離に基づいても良いし、その間の時間に基づいても良い)が、予め定められた所定値を越える場合に、第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御を行うと好適である。
【0047】
このようにすれば、連続的にシートが搬送されて、加熱ローラの内部温度が下がっている状態で、その後、一定以上の間、シートが搬送されない間は、第2加熱源を加熱ローラから離間させることで、第1加熱源の制御は、第2加熱源による影響を受けることはなく、加熱ローラの内部温度を所望の温度にすることができる。これにより、その後搬送されるシートに対しても、十分に加熱を行うことができる。
【0048】
ここで、加熱ローラの表面温度が、一定の温度に達していない場合に、第2加熱源を加熱ローラから離間させるのは好ましくはないため、連続的に搬送されるシートのシート間隔が、予め定められた所定値を越える場合であって、かつ、加熱ローラの表面温度が予め定められた所定値を越える場合に、第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御を行うと、より好適である。
【0049】
以上のように構成された本発明による加熱装置を、画像形成装置における定着装置として適用したり、あるいは、多孔質高分子層を有したシートの表面処理を行う装置として適用したりすることによって、形成する画像品質が向上する。
【0050】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0051】
本発明の実施の形態に係る加熱装置は、複写機などの画像形成装置に適用されるものであるが、画像形成装置については公知技術であるので、その詳細な説明は省略して、簡単に説明する。
【0052】
以下の実施の形態においては、電子写真方式の画像形成装置に備えられる、いわゆる定着装置として加熱装置を適用した場合について説明する。
【0053】
この場合の構成を簡単に説明すると、公知の電子写真プロセスによって、シート上に未定着のトナー画像を形成し、その後、このシートに加熱かつ加圧してトナー画像を定着させるために、定着装置が備えられるものである。
【0054】
なお、以下に説明する定着装置としての加熱装置をそのまま、表面に多孔質高分子層が形成されたシート表面処理を施すための表面処理装置として適用することも可能である。
【0055】
この場合の構成を簡単に説明すると、多孔質高分子層を有したシート上に、いわゆるインクジェット方式により画像を形成して、その後、このシートを加熱して、多孔質高分子層を融解させて表面処理を施すために表面処理装置が備えられるものである。
【0056】
(第1の実施の形態)
図1〜図4を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る加熱装置としての定着装置及びこれを備えた画像形成装置について説明する。
【0057】
まず、定着装置を備えた画像形成装置について、複数の光走査手段を有する4ドラムレーザービームプリンター(以下、単にプリンターと称する)を例にして図2及び図3を参照して説明する。図2は本実施の形態に係る画像形成装置全体の模式的断面図である。図3は図2中画像形成プロセス部分の拡大図である。
【0058】
図2に示すプリンターは、潜像担持体たる電子写真感光体(以下、「感光ドラム」と称する)の周囲に現像装置等を有して構成される画像形成手段たる画像形成ステイション(Pa,Pb,Pc,Pd)が4個設けられている。そして、各画像形成ステイションにて形成された感光ドラム上の画像が、該感光ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の転写紙(シート)等の記録材(以下、転写紙とする)Pへ転写される構成となっている。
【0059】
また、図3に示すように、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の画像を形成する各画像形成ステイションPa,Pb,Pc,Pdには、それぞれ感光ドラム1a,1b,1c,1dが配置されており、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。
【0060】
さらに、各感光ドラム1a,1b,1c,1dの周囲には、帯電器12a,12b,12c,12d及び感光ドラムの帯電電位を制御するための電位制御装置11a,11b,11c,11dと、現像装置2a,2b,2c,2dと、画像濃度を制御する感光ドラム上画像濃度測定器21a,21b,21c,21d、及びクリーナ4a,4b,4c,4dが上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されている。
【0061】
また、各感光ドラムの下方には、転写部3が配設されている。この転写部3は、各画像形成ステイションに共通の記録材搬送手段たる転写ベル31及び転写用帯電器3a,3b,3c,3dを有している。
【0062】
以上のようなプリンターにおいて、図2に示す記録材供給手段たる給紙カセット61から供給された転写紙Pは、転写ベルト31上に支持されて、各画像形成ステイションへ搬送され、上記各感光ドラム上に形成された各色のトナー像が順次転写される。この転写工程が終了すると、上記転写紙Pは転写ベルト31から分離されて、記録材案内手段たる搬送ベルト62によって、定着装置5に搬送される。
【0063】
次に、定着装置5について、図4を参照して、更に詳しく説明する。
【0064】
定着装置5は、主として、第1加熱源としてのヒータ54を内部に有する加熱ローラとしての定着ローラ51と、この定着ローラ51との間で、記録材を挟持搬送するためのニップを形成する加圧ローラ52と、定着ローラ51の外部に配設されて、定着ローラ51の表面に接しながら、ローラ表面を加熱する第2加熱源としての外部加熱ローラ53とを備える。なお、外部加熱ローラ53は、その内部にヒータ55を有している。
【0065】
定着ローラ51の具体的な例としては、厚さ3[mm]の鉄製の芯金シリンダに、厚さ6[mm]でJIS−A硬度30〜60度のHTVシリコンゴムを被服し、外径を50[mm]としてものを採用できる。また、表面の離型性を高めるために例えばPTFE20〜70[μm]やPFA50〜100[μm]の層を設けても良い。
【0066】
加圧ローラ52の具体的な例としては、外径50[mm],厚さ2[mm]のアルミニウム製シリンダで、表層に離型性を高めるためにフッ素樹脂をコーティングしたものを用いることができる。
【0067】
外部加熱ローラ53の具体的な例としては、外径28[mm],厚さ2〜4[mm]のアルミニウム製シリンダで、表層に離型性を高めるためにフッ素樹脂を設けたものを用いることができる。また、シリンダ内面には黒塗り塗装(商品名おきつも)を施すと好適である。
【0068】
ヒータ54,55は、それぞれ、定着ローラ51及び外部加熱ローラ53内の中心部で回転軸方向に沿って配設されたハロゲンランプを用いることができる。
【0069】
そして、定着ローラ51の回転軸方向に沿った中央部で、定着ローラ表面に当接するように第1温度検知手段としての第1温度センサー56が配設されている。この第1温度センサー56によって、定着ローラ51の表面温度を検知することができる。
【0070】
また、外部加熱ローラ53には、ローラ回転軸方向の中央部で外部加熱ローラ3の表面に当接する様に、第2温度検知手段としての第2温度センサー57が配設されている。この第2温度センサー57によって、外部加熱ローラ3の表面温度を検知することができる。
【0071】
これらの各温度センサーの検出情報は、不図示の温度制御装置に入力される。
【0072】
ヒータへ供給される最大電力は、例えば、合計800〜2000[W]であって、その電力供給は、第1温度センサー56と、第2温度センサー57の検出信号をもとに、定着ローラ1の表面が所定の一定温度になるように自動制御される。
【0073】
なお、第1温度センサー56及び第2温度センサー57の具体例としては、サーミスタまたは熱電対などの素子を用いることができる。
【0074】
また、本実施の形態においては、外部加熱ローラ53は、定着ローラ51のローラ表面に対して接離を可能とする構成となっている。本実施の形態では、この接離動作を行わせる駆動手段として、接離カム58を用いた。また、接離カム58の制御を行う駆動制御手段として接離制御装置59を有している。
【0075】
以上の構成により、転写紙Pが搬送されてくると、定着ローラ51と加圧ローラ52は一定速度で回転すると同時に接離制御装置59により接離カム58を回転させて、外部加熱ローラ53を定着ローラ51に当接させる。転写紙Pが定着ローラ51と加圧ローラ52の間を通過する際に、該転写紙Pは、表裏両面からほぼ一定の圧力で加圧かつ加熱され、転写紙表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、転写紙P上にフルカラー画像が形成される。
【0076】
画像が定着された転写紙Pは、下分離爪によって加圧ローラ52から分離され、機外へ排出される。
【0077】
以上のように構成された画像形成装置においては、連続コピー中に、画像濃度調整やドラム上電位制御等の制御により、一時的に記録材(転写紙,シート)の通過タイミングが遅れることがある。
【0078】
このように、記録材の搬送が一時的に停止された後に、再度スタートする際に発生する定着ローラの温度低下を抑えるために、本発明の実施の形態においては、外部加熱ローラ53の接離制御を以下のように行う。
【0079】
図1に本発明の第1の実施の形態に係る定着装置における外部加熱ローラの接離制御及び各ローラの表面温度の変化の様子を示す。
【0080】
本実施の形態では、装置のウォームアップ時や、スタンバイ時は、図4に示す第1温度センサー56及び第2温度センサー57によって、各ローラ表面の温度検知をする。
【0081】
そして、検知された温度が予め定められた温調点よりも高い場合には、ヒータをOFFにし、低くなったらONとする動作を繰り返す制御を行っている。
【0082】
これにより、図1中A領域(コピーが可能な状態であって、かつシート搬送がなされていない状態)においては、ある一定幅の範囲に、各ローラのローラ表面温度を制御している。
【0083】
そして、コピーが開始されると、外部加熱ローラ53は定着ローラ51に対して当接し、その後、シートが搬送され、シートに熱が奪われるため、定着ローラ表面温度は若干下がり安定状態となる(図1中、B領域)。
【0084】
その後、しばらくすると、上述のように連続コピー動作を一時停止する制御に入る(図1中、C領域)。
【0085】
ここで、定着ローラ51の表面温度が一定値(この場合170℃)を越すと、ヒータ54はオフにされるため、内部温度が不十分となって、再スタート時に定着ローラ温度低下を起こしてしまう。
【0086】
そこで、本発明の実施の形態においては、一時停止、つまり連続する記録材の間隔が通常の画像形成時のときよりも長くなると、外部加熱ローラ53を離間するように制御を行う。
【0087】
このような制御を行うことで、定着ローラ51の表面温度は、外部加熱ローラ53による影響を受けない、あるいは、その影響が少なくなる。つまり、定着ローラ51は、その内部に設けられたヒータ54のみによって加熱されることになる。
【0088】
従って、定着ローラ51の表面だけが所定の温度(ここでは170℃)となり、定着ローラ内部の温度が下がってしまうという現象を抑制することができる。
【0089】
そして、再度連続コピーがスタートするときに、外部加熱ローラ53を再度定着ローラ51に当接させることで、搬送されるシートによって熱が奪われる影響を低減することができ、定着ローラ51の温度を安定に制御することが可能となる(図1中、D領域)。
【0090】
以上のように、連続コピー中に一時的にコピー動作を停止する系において、停止中は、外部加熱ローラを定着ローラから離間するように制御を行うことで、温度制御の精度を向上させることができる。これにより、常に良好なコピー画像を得ることが可能となる。
【0091】
(第2の実施の形態)
図5には、本発明の第2の実施の形態が示されている。上記第1の実施の形態においては、搬送されるシート間隔によってのみ、外部加熱ローラを定着ローラから離間させるか否かの判断を行っていた。
【0092】
しかし、定着ローラの表面温度が一定の温度に達していないにも拘わらずに、外部加熱ローラを定着ローラから離間させるのは望ましくはない。
【0093】
そこで、本実施の形態においては、外部加熱ローラを定着ローラから離間させるか否かの判断の要素として、シート間隔と定着ローラの表面温度のいずれをも考慮する構成を示す。
【0094】
その他、画像形成装置や定着装置の基本構成および作用については第1の実施の形態と同一なので、その説明は省略する。
【0095】
図5に本発明の第2の実施の形態に係る定着装置における外部加熱ローラの接離制御及び各ローラの表面温度の変化の様子を示す。
【0096】
上記第1の実施の形態においては、定着装置を連続して通過する記録材の間隔が変わったことにより外部加熱ローラの離間制御を行っていたが、本実施の形態では記録材の間隔が変わり、且つ、定着ローラの温度検知手段からの出力が所定値以上の場合に離間制御を行うことが特徴である。
【0097】
本実施の形態では、図5に示すように、スタンバイ領域Aから連続コピー動作領域Bに入り、その後、連続コピー動作を一時停止する制御に入ると、定着ローラの表面温度が所定の温度(本実施の形態では170℃)になるまで外部加熱ローラは当接状態を続ける(C領域)。そして、170℃を検知した時点で外部加熱ローラ53の離間制御を行う(D領域)。これにより、定着ローラ温度を迅速に所定の温度に安定させることが可能となるため、停止時間が短い場合にも対応することが可能となる。
【0098】
また、本発明の実施の形態には、次の実施態様も含まれる。
【0099】
(実施態様1)
第1加熱源(例えば、上記ヒータ54に相当)を内部に有する加熱ローラ(例えば、上記定着ローラ51に相当)と、
該加熱ローラとの間で、シートを挟持しながら搬送するニップを形成する加圧手段(例えば、上記加圧ローラ52に相当)と、
前記加熱ローラ表面に対して当接しながら、該加熱ローラを加熱する第2加熱源(例えば、上記外部加熱ローラ53に相当)と、
該第2加熱源を前記加熱ローラ表面に対して接離動作させる駆動手段(例えば、上記接離カム58に相当)と、
シートの搬送状況に応じて、前記駆動手段の制御を行う駆動制御手段(例えば、上記接離制御装置59に相当)と、を備えることを特徴とする加熱装置。
【0100】
(実施態様2)
第1加熱源(例えば、上記ヒータ54に相当)を内部に有する加熱ローラ(例えば、上記定着ローラ51に相当)と、
該加熱ローラの表面温度を検知する第1温度検知手段(例えば、上記第1温度センサー56に相当)と、
該第1温度検知手段によって検知された温度が、予め定められた所定値以下の場合に前記第1加熱源をオンとして、該所定値以上の場合に第1加熱源をオフとする第1加熱源制御手段と、
前記加熱ローラとの間で、シートを挟持しながら搬送するニップを形成する加圧手段(例えば、上記加圧ローラ52に相当)と、
前記加熱ローラ表面に対して当接しながら、該加熱ローラを加熱する第2加熱源と、
該第2加熱源の表面温度を検知する第2温度検知手段(例えば、第2温度センサー57に相当)と、
該第2温度検知手段によって検知された温度が、予め定められた所定値以下の場合に前記第2加熱源をオンとして、該所定値以上の場合に第2加熱源をオフとする第2加熱源制御手段と、
該第2加熱源を前記加熱ローラ表面に対して接離動作させる駆動手段(例えば、上記接離カム58に相当)と、
シートの搬送状況に応じて、前記駆動手段の制御を行う駆動制御手段(例えば、上記接離制御装置59に相当)と、を備えることを特徴とする加熱装置。
【0101】
(実施態様3)
前記駆動制御手段は、連続的に搬送されるシートのシート間隔が、予め定められた所定値を越える場合に、前記第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御を行うことを特徴とする実施態様1または2に記載の加熱装置。
【0102】
(実施態様4)
前記駆動制御手段は、連続的に搬送されるシートのシート間隔が、予め定められた所定値を越える場合であって、かつ、前記加熱ローラの表面温度が予め定められた所定値を越える場合に、前記第2加熱源を加熱ローラから離間させる制御を行うことを特徴とする実施態様1または2に記載の加熱装置。
【0103】
(実施態様5)
シート上に未定着のトナー画像を形成する画像形成手段(例えば、画像形成ステイション(Pa,Pb,Pc,Pd)に相当)と、該画像形成手段により未定着のトナー画像が形成されたシートを実施態様1〜4のいずれか一つに記載の加熱装置へ搬送する搬送手段と、を設け、
前記加熱装置により、搬送されるシート上に形成された未定着のトナー画像を加熱して定着させることを特徴とする画像形成装置。
【0104】
(実施態様6)
多孔質高分子層を有したシート上に画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により画像が形成されたシートを実施態様1〜4のいずれか一つに記載の加熱装置へ搬送する搬送手段と、を設け、
前記加熱装置により、搬送されるシートを加熱して、前記多孔質高分子層を融解させて表面処理を施すことを特徴とする画像形成装置。
【0105】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の加熱装置によれば、温度制御の精度が向上する。また、本発明の加熱装置を備えた画像形成装置によれば、画像品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る定着装置における外部加熱ローラの接離制御及び各ローラの表面温度の変化の様子を示したタイムチャート図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る画像形成装置全体の模式的断面図である。
【図3】図2中画像形成プロセス部分の拡大図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る定着装置の主要構成図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る定着装置における外部加熱ローラの接離制御及び各ローラの表面温度の変化の様子を示したタイムチャート図である。
【図6】従来技術に係る定着装置の主要構成図である。
【符号の説明】
51 定着ローラ
52 加圧ローラ
53 外部加熱ローラ
54,55 ヒータ
56 第1温度センサー
57 第2温度センサー
58 接離カム
59 接離制御装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a sheet, such as a copying machine, a printer, or a facsimile apparatus, and more particularly, to a heating apparatus that is provided in such an apparatus and applies heat to a sheet. is there.
[0002]
[Prior art]
By using a known image forming process, an image is formed on a sheet using a toner composed of a heat-soluble resin or the like, and a heating device is applied to a so-called fixing device to fix the unfixed toner image. The toner can be melted and fixed.
[0003]
The fixing device also includes a pressing unit that presses the sheet in addition to the heating by the heating device, and applies heat and pressure to fix the unfixed toner image.
[0004]
Further, in order to apply a surface treatment to a sheet having a porous polymer layer formed on its surface, for example, after forming an image by a so-called inkjet method, heating the sheet to melt the porous polymer layer. Alternatively, a heating device can be applied.
[0005]
As described above, the heating device is appropriately applied to the image forming apparatus according to various purposes.
[0006]
Hereinafter, a case where the heating device is applied as a fixing device will be described in more detail.
[0007]
2. Description of the Related Art An image forming apparatus using an electrophotographic method generally fixes a toner image formed of a resin, a magnetic material, a colorant, and the like, which is electrostatically carried on a transfer material (sheet), by pressing and rotating each other. It has a fixing device that applies heat and pressure while nipping and transporting at a pressure contact portion between a roller and a pressure roller to perform fusing and fixing.
[0008]
Conventionally, in such a fixing device, a halogen lamp or the like is used as a heat source for heating, and a method of heating from the inside by a heat source arranged inside the fixing roller, and a method of heating from the outside by a heat source arranged outside the fixing roller. The method can be roughly divided into a heating method.
[0009]
In the internal heating method in which the fixing roller is heated from the inside, during the fixing operation, a heat source is operated to keep the surface temperature of the roller surface that applied heat to the transfer material and toner constant. There is a time lag until the surface temperature starts to rise. Therefore, when performing continuous copying, the temperature of the roller surface temporarily drops. In addition, when the copy speed increases, the temperature of the roller surface decreases sharply, and there is a possibility that fixing failure may occur.
[0010]
On the other hand, there are various external heating methods for heating the fixing roller from the outside.However, considering the safety in the event of paper jam, a material with a built-in heat source and high thermal conductivity is used. The most common method is to heat the heated heater roller by pressing it against the surface of the fixing roller.
[0011]
In this external heating system, since the structure is such that heat is actively supplied to the vicinity of the surface of the fixing roller, the amount of heat lost by applying heat to the transfer material and the toner during the fixing operation is directly supplied to the surface of the fixing roller. be able to. Therefore, there is a characteristic that control responsiveness is better than a configuration in which heating is performed from the inside.
[0012]
However, in this configuration, since heat is applied only to a fixed area on the surface of the fixing roller, it is difficult to keep the temperature of the fixing roller constant during standby, and it is necessary to perform sufficient pre-rotation before starting the copying operation. And the copying operation cannot be started immediately. Further, even during the copying operation, since the temperature inside is lower than the surface of the fixing roller, heat given from the outside escapes to the inside of the fixing roller. Therefore, heat must be supplied in excess of the heat lost to the transfer material, which is not efficient.
[0013]
For this reason, a configuration having a heat source both inside and outside the fixing roller is common.
[0014]
A typical conventional example having a heat source inside and outside such a fixing roller will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a fixing device according to the related art.
[0015]
As shown in FIG. 6, a fixing roller 1 has a heater 4 serving as a heat source, and an external heating roller 3 having a heater 5 therein so as to be in contact with the fixing roller.
[0016]
Further, a first temperature detecting means 6 which comes into contact with the fixing roller 1 and detects the temperature of the roller surface, and a second temperature detecting means which comes into contact with the external heating roller 3 and detects the temperature of the roller surface 7 to detect the surface temperature of each roller.
[0017]
Based on these detection results, the heaters 4 and 5 are turned on so that the surface temperature of each roller becomes a predetermined temperature (fixing roller 1: 170 ° C., external heating roller 3: 200 ° C. in this example).・ Off is controlled.
[0018]
Further, when the recording material 8 on which the unfixed toner 9 is formed passes through the fixing roller 1 and the pressing portion (nip portion) of the pressing roller 2 which rotates while pressing against the fixing roller 1, heat is removed from the fixing roller 1 to fix the fixed image. Get.
[0019]
However, in the above configuration, even when the supply interval of the recording material is temporarily changed due to image adjustment or the like during the continuous copying operation, the heater 4 inside the fixing roller 1 and the heater 5 from the external heating roller 3 generate heat. The first temperature detecting means 6 which detects the surface temperature of the fixing roller 1 detects a predetermined temperature (170 ° C. in this example), so that the heater 4 inside the fixing roller 1 is turned off. I will.
[0020]
That is, the temperature inside the fixing roller 1 decreases, but the surface temperature of the fixing roller 1 is maintained at a predetermined temperature by the external heating roller 3.
[0021]
In such a situation, when the copying operation starts again and returns to the normal recording material supply interval, the recording material removes heat from the surface of the fixing roller 1 and the surface temperature of the fixing roller 1 becomes lower than a predetermined temperature (170 ° C.). Only after that, the heater 4 inside the fixing roller is turned on. However, the heater 4 causes a time lag until the temperature inside the fixing roller 1 is increased, and as a result, the temperature of the fixing roller 1 is reduced.
[0022]
Such a problem of the temperature control may occur in a heating device for performing a surface treatment on the sheet on which the porous polymer layer is formed.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a heating device having a heating source inside and outside a heating roller, temperature control is insufficient. In addition, when the temperature control is insufficient, the quality of an image to be formed is adversely affected.
[0024]
An object of the present invention is to provide a heating device for improving the accuracy of temperature control and an image forming device for improving the image quality.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a heating apparatus according to the present invention, in a configuration in which a first heating source is provided inside a heating roller and a second heating source is provided outside the heating roller, a second heating source is provided. Is configured such that it can be moved toward and away from the surface of the heating roller by a driving unit, and the contact and separation operation is controlled by a drive control unit in accordance with the sheet conveyance status.
[0026]
Here, since the first heating source heats the heating roller from the inside of the heating roller, there is an advantage that the entire roller can be uniformly heated, but a disadvantage that a time lag until the roller surface reaches a desired temperature is relatively long. Having.
[0027]
On the other hand, the second heating source directly heats a part of the surface of the heating roller, and thus has an advantage that a time lag for bringing the roller surface to a desired temperature is short, but has a disadvantage that the entire roller cannot be uniformly heated.
[0028]
Since the heating device of the present invention includes both the first heating source and the second heating source, by compensating for each other's disadvantages, the heating device uniformly heats the entire heating roller and a time lag for bringing the roller surface to a desired temperature. Can be shortened.
[0029]
In the present invention, the drive control means controls the contact / separation operation of the second heating source with respect to the surface of the heating roller.
[0030]
Therefore, it is possible to form a state in which the second heating source is kept away from the surface of the heating roller.
[0031]
Accordingly, the heating roller is not affected by the second heating source (or is less affected by the heating source), that is, it can be set to a temperature heated by only the first heating source.
[0032]
Therefore, the first heating source can be controlled so as not to be affected by the second heating source or to be less affected by the second heating source, and the accuracy of the temperature control can be improved. That is, when the heating roller is affected by being heated by the second heating source, it may be erroneously detected that the desired temperature is achieved even if the heating by the first heating source is insufficient. However, by eliminating the influence of the second heating source, such erroneous detection can be prevented, and thereby the temperature control can be improved.
[0033]
A specific configuration for controlling each heating source will be described.
[0034]
First temperature detecting means for detecting the surface temperature of the heating roller is provided. When the temperature detected by the detecting means is equal to or less than a predetermined value, a first heating source provided inside the heating roller is provided. Is turned on, and if it is equal to or greater than the predetermined value, the first heating source is controlled to be turned off.
[0035]
Further, a second temperature detecting means for detecting a surface temperature of a second heating source provided outside the heating roller is provided, and when the temperature detected by the detecting means is equal to or less than a predetermined value, The second heating source is turned on, and if it is equal to or more than the predetermined value, the second heating source is controlled to be turned off.
[0036]
By performing such control, the surface temperature of the heating roller and the surface temperature of the second heating source can be kept constant.
[0037]
Here, the “predetermined predetermined value” which is a threshold value for turning on or off each heating source is a predetermined temperature itself or a value converted into the temperature (for example, temperature detection Output voltage value output from the means). In addition, the predetermined value may be determined in a range other than one value. That is, when the predetermined value is set in the range, there is a difference between the threshold value when the heating source is turned on from off and the threshold value when the heating source is turned on from off.
[0038]
In addition, turning off the heating source means not only stopping the function of the heating source so that the heating operation is not completely performed, but also comparing the heating function with turning on the heating source. (Reducing the output).
[0039]
In the present invention, as described above, the drive control means controls the contact / separation operation of the second heating source with respect to the heating roller surface, so that the second heating source is separated from the heating roller surface. The state can now be formed.
[0040]
Accordingly, since the heating roller is not affected by the second heating source or has little effect, it is possible to set the temperature to a temperature heated only by the first heating source. In other words, when affected by the second heating source, even if the internal temperature of the heating roller is insufficient, the surface temperature of the heating roller is increased by the second heating source. Therefore, if the temperature detected by the first temperature detecting means for detecting the surface temperature of the heating roller is equal to or higher than a predetermined value, the first heating source is turned off. In addition, heating by the first heating source is not performed.
[0041]
On the other hand, in the case of the present invention, by keeping the second heating source away from the surface of the heating roller, the heating roller is not affected by the second heating source or its influence is reduced. It is possible to appropriately control the first heating source.
[0042]
Here, the control for separating the second heating source from the heating roller is performed according to the sheet conveyance status, and a specific case will be described.
[0043]
As described above, the reason why the second heating source is separated from the heating roller is that the surface temperature of the heating roller is reduced by the second heating source even though the internal temperature of the heating roller is lower than a desired temperature. This is for avoiding a state where the temperature is maintained at a desired temperature.
[0044]
Therefore, when such a state can occur, control may be performed to separate the second heating source from the heating roller.
[0045]
Such a state occurs when a large amount of heat is taken from the heating roller. For example, when a sheet is continuously conveyed, a large amount of heat is taken by the sheet.
[0046]
Therefore, the sheet interval of the continuously conveyed sheets (which may be based on the distance between the trailing end of the sheet and the leading end of the succeeding sheet or may be based on the time between them) is set to a predetermined value. If it exceeds, it is preferable to perform control for separating the second heating source from the heating roller.
[0047]
With this configuration, the sheet is continuously conveyed, and in a state where the internal temperature of the heating roller is lowered, then, while the sheet is not conveyed for a certain period or more, the second heating source is separated from the heating roller. By doing so, the control of the first heating source is not affected by the second heating source, and the internal temperature of the heating roller can be set to a desired temperature. Thus, the sheet conveyed thereafter can be sufficiently heated.
[0048]
Here, if the surface temperature of the heating roller does not reach a certain temperature, it is not preferable to separate the second heating source from the heating roller. In a case where the temperature exceeds a predetermined value and the surface temperature of the heating roller exceeds a predetermined value, it is more preferable to perform control for separating the second heating source from the heating roller. .
[0049]
By applying the heating device according to the present invention configured as described above as a fixing device in an image forming apparatus, or by applying it as a device for performing a surface treatment of a sheet having a porous polymer layer, The quality of the formed image is improved.
[0050]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified. Absent.
[0051]
The heating device according to the embodiment of the present invention is applied to an image forming apparatus such as a copying machine. However, since the image forming apparatus is a known technique, a detailed description thereof is omitted, and the heating apparatus is simply described. explain.
[0052]
In the following embodiments, a case will be described in which a heating device is applied as a so-called fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus.
[0053]
To briefly explain the configuration in this case, a fixing device is used to form an unfixed toner image on a sheet by a known electrophotographic process, and then heat and press the sheet to fix the toner image. It is provided.
[0054]
Note that a heating device as a fixing device described below can be applied as it is to a surface treatment device for performing a surface treatment of a sheet having a porous polymer layer formed on the surface.
[0055]
To briefly explain the configuration in this case, an image is formed on a sheet having a porous polymer layer by a so-called inkjet method, and then, the sheet is heated to melt the porous polymer layer. A surface treatment device is provided to perform the surface treatment.
[0056]
(First Embodiment)
With reference to FIGS. 1 to 4, a fixing device as a heating device according to a first embodiment of the present invention and an image forming apparatus provided with the fixing device will be described.
[0057]
First, an image forming apparatus provided with a fixing device will be described with reference to FIGS. 2 and 3 using a four-drum laser beam printer (hereinafter simply referred to as a printer) having a plurality of optical scanning units as an example. FIG. 2 is a schematic sectional view of the entire image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is an enlarged view of an image forming process part in FIG.
[0058]
The printer shown in FIG. 2 includes an image forming station (Pa, Pa) serving as an image forming unit including a developing device and the like around an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as a “photosensitive drum”) serving as a latent image carrier. Pb, Pc, and Pd) are provided. Then, an image formed on each of the image forming stations on the photosensitive drum is a recording material (hereinafter, referred to as a transfer sheet) such as a transfer sheet (sheet) on a transport unit that moves and passes adjacent to the photosensitive drum. It is configured to be transferred to P.
[0059]
As shown in FIG. 3, photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d are arranged on image forming stations Pa, Pb, Pc, Pd for forming images of magenta, cyan, yellow, and black, respectively. Each photosensitive drum is rotatable in the direction of the arrow.
[0060]
Further, around the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d, potential control devices 11a, 11b, 11c, 11d for controlling the charging potentials of the chargers 12a, 12b, 12c, 12d and the photosensitive drums, and developing. The devices 2a, 2b, 2c, 2d, the on-photosensitive-drum image density measuring devices 21a, 21b, 21c, 21d for controlling the image density, and the cleaners 4a, 4b, 4c, 4d are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drum. It is arranged.
[0061]
A transfer unit 3 is provided below each photosensitive drum. The transfer section 3 has a transfer bell 31 as a recording material conveying means common to each image forming station and transfer chargers 3a, 3b, 3c, 3d.
[0062]
In the printer as described above, the transfer paper P supplied from the paper supply cassette 61 as the recording material supply means shown in FIG. 2 is supported on the transfer belt 31 and conveyed to each image forming station, where The toner images of each color formed on the drum are sequentially transferred. When the transfer step is completed, the transfer paper P is separated from the transfer belt 31 and is conveyed to the fixing device 5 by the conveyance belt 62 serving as recording material guiding means.
[0063]
Next, the fixing device 5 will be described in more detail with reference to FIG.
[0064]
The fixing device 5 mainly includes a fixing roller 51 as a heating roller having a heater 54 therein as a first heating source, and a nip for forming a nip for nipping and conveying the recording material between the fixing roller 51 and the fixing roller 51. The image forming apparatus includes a pressure roller 52 and an external heating roller 53 disposed outside the fixing roller 51 and serving as a second heating source for heating the roller surface while being in contact with the surface of the fixing roller 51. The external heating roller 53 has a heater 55 inside.
[0065]
As a specific example of the fixing roller 51, an iron core metal cylinder having a thickness of 3 [mm] is coated with HTV silicon rubber having a thickness of 6 [mm] and JIS-A hardness of 30 to 60 degrees. Is set to 50 [mm]. Further, for example, a layer of PTFE 20 to 70 [μm] or PFA 50 to 100 [μm] may be provided in order to enhance the surface releasability.
[0066]
As a specific example of the pressure roller 52, an aluminum cylinder having an outer diameter of 50 [mm] and a thickness of 2 [mm] and having a surface layer coated with a fluororesin in order to enhance releasability is used. it can.
[0067]
As a specific example of the external heating roller 53, an aluminum cylinder having an outer diameter of 28 [mm] and a thickness of 2 to 4 [mm], in which a fluororesin is provided on a surface layer to enhance releasability, is used. be able to. Further, it is preferable that the inner surface of the cylinder be coated with black paint (each product name is also different).
[0068]
As the heaters 54 and 55, halogen lamps disposed along the rotation axis direction at the central portions in the fixing roller 51 and the external heating roller 53 can be used.
[0069]
Further, a first temperature sensor 56 as a first temperature detecting means is provided at a central portion along the rotation axis direction of the fixing roller 51 so as to contact the fixing roller surface. The surface temperature of the fixing roller 51 can be detected by the first temperature sensor 56.
[0070]
Further, a second temperature sensor 57 as a second temperature detecting means is provided on the external heating roller 53 so as to abut on the surface of the external heating roller 3 at the center in the roller rotation axis direction. The surface temperature of the external heating roller 3 can be detected by the second temperature sensor 57.
[0071]
The detection information of each of these temperature sensors is input to a temperature control device (not shown).
[0072]
The maximum electric power supplied to the heater is, for example, 800 to 2000 [W] in total, and the electric power is supplied based on the detection signals of the first temperature sensor 56 and the second temperature sensor 57. Is automatically controlled so that the temperature of the surface becomes a predetermined constant temperature.
[0073]
In addition, as a specific example of the first temperature sensor 56 and the second temperature sensor 57, an element such as a thermistor or a thermocouple can be used.
[0074]
In the present embodiment, the external heating roller 53 is configured to be able to contact and separate from the roller surface of the fixing roller 51. In the present embodiment, the contact / separation cam 58 is used as a driving means for performing the contact / separation operation. Further, a contact / separation control device 59 is provided as drive control means for controlling the contact / separation cam 58.
[0075]
With the above configuration, when the transfer paper P is conveyed, the fixing roller 51 and the pressure roller 52 rotate at a constant speed, and at the same time, the contact / separation cam 58 is rotated by the contact / separation control device 59 so that the external heating roller 53 is moved. The fixing roller 51 is brought into contact with the fixing roller 51. When the transfer paper P passes between the fixing roller 51 and the pressure roller 52, the transfer paper P is pressed and heated with a substantially constant pressure from both the front and back surfaces, and the unfixed toner image on the transfer paper surface is removed. It is fused and fixed, and a full-color image is formed on the transfer paper P.
[0076]
The transfer paper P on which the image is fixed is separated from the pressure roller 52 by the lower separation claw, and is discharged outside the machine.
[0077]
In the image forming apparatus configured as described above, the passage timing of the recording material (transfer paper or sheet) may be temporarily delayed during continuous copying due to control such as image density adjustment and potential control on the drum. .
[0078]
As described above, in order to suppress a decrease in the temperature of the fixing roller that occurs when the recording material is temporarily stopped and then restarted, in the embodiment of the present invention, the contact and separation of the external heating roller 53 are performed. Control is performed as follows.
[0079]
FIG. 1 shows the state of the control of contact and separation of the external heating roller and the change of the surface temperature of each roller in the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
[0080]
In the present embodiment, the temperature of each roller surface is detected by the first temperature sensor 56 and the second temperature sensor 57 shown in FIG.
[0081]
When the detected temperature is higher than a predetermined temperature control point, control is performed to repeat the operation of turning off the heater and turning on the heater when the temperature becomes low.
[0082]
Thus, in the area A (in a state where copying is possible and no sheet is conveyed) in FIG. 1, the roller surface temperature of each roller is controlled within a certain fixed width range.
[0083]
Then, when copying is started, the external heating roller 53 comes into contact with the fixing roller 51, and thereafter, the sheet is conveyed, and the sheet loses heat. Region B in FIG. 1).
[0084]
Then, after a while, the control for temporarily stopping the continuous copy operation is started as described above (C area in FIG. 1).
[0085]
Here, if the surface temperature of the fixing roller 51 exceeds a certain value (in this case, 170 ° C.), the heater 54 is turned off, so that the internal temperature becomes insufficient, and the temperature of the fixing roller drops when restarting. I will.
[0086]
Therefore, in the embodiment of the present invention, the control is performed such that the external heating roller 53 is separated when the recording material is temporarily stopped, that is, when the interval between the continuous recording materials becomes longer than that during normal image formation.
[0087]
By performing such control, the surface temperature of the fixing roller 51 is not affected by the external heating roller 53 or is less affected. That is, the fixing roller 51 is heated only by the heater 54 provided therein.
[0088]
Accordingly, it is possible to suppress a phenomenon that only the surface of the fixing roller 51 has a predetermined temperature (here, 170 ° C.) and the temperature inside the fixing roller drops.
[0089]
Then, when continuous copying starts again, the external heating roller 53 is brought into contact with the fixing roller 51 again, so that the influence of heat being taken away by the conveyed sheet can be reduced, and the temperature of the fixing roller 51 can be reduced. It is possible to perform stable control (D region in FIG. 1).
[0090]
As described above, in the system in which the copying operation is temporarily stopped during the continuous copying, the accuracy of the temperature control can be improved by controlling the external heating roller to be separated from the fixing roller during the stop. it can. This makes it possible to always obtain a good copy image.
[0091]
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, whether or not the external heating roller is separated from the fixing roller is determined only by the interval of the conveyed sheets.
[0092]
However, it is not desirable to separate the external heating roller from the fixing roller even though the surface temperature of the fixing roller has not reached a certain temperature.
[0093]
Therefore, in the present embodiment, a configuration is described in which both the sheet interval and the surface temperature of the fixing roller are considered as factors for determining whether or not to separate the external heating roller from the fixing roller.
[0094]
In addition, since the basic configuration and operation of the image forming apparatus and the fixing device are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0095]
FIG. 5 shows how the external heating roller is controlled to contact and separate and how the surface temperature of each roller changes in the fixing device according to the second embodiment of the present invention.
[0096]
In the first embodiment, the separation of the external heating roller is controlled by changing the interval of the recording material that continuously passes through the fixing device. However, in the present embodiment, the interval of the recording material changes. Further, when the output from the temperature detecting means of the fixing roller is equal to or more than a predetermined value, the separation control is performed.
[0097]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, when the control enters the continuous copy operation area B from the standby area A and then enters a control for temporarily stopping the continuous copy operation, the surface temperature of the fixing roller becomes a predetermined temperature (the Until the temperature reaches 170 ° C. in the embodiment, the external heating roller keeps the contact state (region C). Then, when the temperature of 170 ° C. is detected, the separation control of the external heating roller 53 is performed (D area). This makes it possible to quickly stabilize the temperature of the fixing roller to a predetermined temperature, so that it is possible to cope with a short stop time.
[0098]
The embodiments of the present invention also include the following embodiments.
[0099]
(Embodiment 1)
A heating roller (e.g., corresponding to the fixing roller 51) having a first heating source (e.g., corresponding to the heater 54) therein;
Pressing means (for example, corresponding to the pressing roller 52) for forming a nip for conveying the sheet while nipping the sheet between the heating roller and the heating roller;
A second heating source (e.g., corresponding to the external heating roller 53) for heating the heating roller while abutting the heating roller surface;
Driving means (e.g., corresponding to the contact / separation cam 58) for causing the second heating source to move toward and away from the surface of the heating roller;
A heating device, comprising: a drive control unit (e.g., corresponding to the contact / separation control device 59) that controls the drive unit in accordance with a sheet conveyance state.
[0100]
(Embodiment 2)
A heating roller (e.g., corresponding to the fixing roller 51) having a first heating source (e.g., corresponding to the heater 54) therein;
First temperature detecting means (for example, corresponding to the first temperature sensor 56) for detecting the surface temperature of the heating roller;
A first heating unit that turns on the first heating source when the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined value, and turns off the first heating source when the temperature is equal to or higher than the predetermined value; Source control means;
Pressing means (for example, corresponding to the pressing roller 52) for forming a nip for conveying the sheet while nipping the sheet between the heating roller and the heating roller;
A second heating source for heating the heating roller while abutting against the heating roller surface;
Second temperature detecting means (for example, corresponding to the second temperature sensor 57) for detecting the surface temperature of the second heating source,
A second heating unit that turns on the second heating source when the temperature detected by the second temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined value, and turns off the second heating source when the temperature is equal to or higher than the predetermined value; Source control means;
Driving means (e.g., corresponding to the contact / separation cam 58) for causing the second heating source to move toward and away from the surface of the heating roller;
A heating device, comprising: a drive control unit (e.g., corresponding to the contact / separation control device 59) that controls the drive unit in accordance with a sheet conveyance state.
[0101]
(Embodiment 3)
When the sheet interval of the continuously conveyed sheet exceeds a predetermined value, the drive control unit performs control to separate the second heating source from a heating roller. 3. The heating device according to 1 or 2.
[0102]
(Embodiment 4)
The drive control means is provided when the sheet interval of the continuously conveyed sheets exceeds a predetermined value, and when the surface temperature of the heating roller exceeds a predetermined value. 3. The heating apparatus according to claim 1, wherein control is performed to separate the second heating source from a heating roller.
[0103]
(Embodiment 5)
Image forming means for forming an unfixed toner image on a sheet (e.g., corresponding to an image forming station (Pa, Pb, Pc, Pd)), and a sheet on which an unfixed toner image is formed by the image forming means Transport means for transporting the heating device according to any one of embodiments 1 to 4,
An image forming apparatus, wherein an unfixed toner image formed on a conveyed sheet is heated and fixed by the heating device.
[0104]
(Embodiment 6)
An image forming means for forming an image on a sheet having a porous polymer layer, and a sheet on which an image is formed by the image forming means is conveyed to the heating device according to any one of embodiments 1 to 4. Transport means, and
An image forming apparatus, wherein the conveyed sheet is heated by the heating device to melt the porous polymer layer and perform a surface treatment.
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating device of the present invention, the accuracy of temperature control is improved. According to the image forming apparatus provided with the heating device of the present invention, the image quality is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a time chart illustrating a state of control of contact and separation of an external heating roller and a change in a surface temperature of each roller in a fixing device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the entire image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of an image forming process part in FIG. 2;
FIG. 4 is a main configuration diagram of a fixing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a time chart illustrating a state of control of contact and separation of an external heating roller and a change in a surface temperature of each roller in a fixing device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a main configuration diagram of a fixing device according to the related art.
[Explanation of symbols]
51 Fixing roller
52 pressure roller
53 External heating roller
54, 55 heater
56 1st temperature sensor
57 2nd temperature sensor
58 Connecting / disconnecting cam
59 Contact / separation control device

Claims (1)

第1加熱源を内部に有する加熱ローラと、
該加熱ローラとの間で、シートを挟持しながら搬送するニップを形成する加圧手段と、
前記加熱ローラ表面に対して当接しながら、該加熱ローラを加熱する第2加熱源と、
該第2加熱源を前記加熱ローラ表面に対して接離動作させる駆動手段と、
シートの搬送状況に応じて、前記駆動手段の制御を行う駆動制御手段と、を備えることを特徴とする加熱装置。
A heating roller having a first heating source therein;
Pressing means for forming a nip for conveying the sheet while nipping the sheet between the heating roller,
A second heating source for heating the heating roller while abutting against the heating roller surface;
Driving means for moving the second heating source toward and away from the surface of the heating roller;
A heating control unit that controls the driving unit in accordance with a sheet conveyance state.
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